JP4704752B2 - Sea wave energy converter - Google Patents

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Description

発明の分野
本発明は、一般にポンプ装置に関し、さらに詳細には、限定するものではないが、水の移動体積を利用して気体、液体、およびその組合せを第1の場所から第2の場所に移動させる、浮力ポンプ電力システムにおける浮力ポンプ装置に関する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates generally to pumping devices, and more particularly, but not exclusively, using a moving volume of water to move gases, liquids, and combinations thereof from a first location to a second location. The present invention relates to a buoyancy pump device in a buoyancy pump power system that moves.

発明の背景
一般に波動現象と呼ばれるものを利用し、波動現象で観測されたエネルギーを有用で信頼性のあるエネルギー源に変換する試みが数多くなされてきた。波動現象は、物質の様々な状態を通して、例えば、電磁波の場合には真空を通して、振動衝撃によってエネルギーおよび運動量を伝達するものである。理論的には、エネルギーが通過するときに媒質自体は移動しない。媒質を構成する粒子が、単に並進的または角(軌道)パターンで移動してエネルギーを次から次へと伝達するだけである。波は、海洋面波のように、縦方向でも横方向でもない粒子運動を有する。さらに正確に言えば、波における粒子運動は、縦波と横波の両方の成分を含むのが典型である。縦波は、典型的にはエネルギーの伝達方向に前後移動する粒子を含む。これらの波は物質のすべての状態を通してエネルギーを伝達する。横波は、典型的にはエネルギーの伝達方向に対して垂直に前後移動する粒子を含む。これらの波は固体を通してのみエネルギーを伝達する。軌道波では、粒子が軌道経路を移動する。これらの波は、2つの流体(液体または気体)間の境界面に沿ってエネルギーを伝達する。
Background of the Invention Many attempts have been made to convert the energy observed in the wave phenomenon into a useful and reliable energy source using what is generally called a wave phenomenon. Wave phenomena transfer energy and momentum through vibrational shocks through various states of matter, for example, in the case of electromagnetic waves through a vacuum. Theoretically, the medium itself does not move when energy passes through. The particles that make up the medium simply move in a translational or angular (orbital) pattern to transfer energy from one to the next. Waves have particle motion that is neither longitudinal nor transverse, like ocean surface waves. More precisely, the particle motion in a wave typically includes both longitudinal and transverse components. Longitudinal waves typically include particles that move back and forth in the direction of energy transfer. These waves transmit energy through all states of matter. Transverse waves typically include particles that move back and forth perpendicular to the direction of energy transfer. These waves only transmit energy through the solid. In an orbital wave, particles move along the orbital path. These waves transfer energy along the interface between the two fluids (liquid or gas).

例えば、海洋面上で発生する波は、海洋波中の粒子が大気と海洋の間の境界面において円軌道で移動するので、縦波と横波の両方の成分を含むのが典型である。波は、典型的には幾つかの容易に識別可能な特徴を有する。このような特徴には、波の最高点である波頭、波の最低点である谷、波頭と谷の間の垂直距離である波高、波頭と谷の間の水平距離である波長、1つの波長が通過する間に経過する時間である周期、単位時間当たりに固定点を通過した波の数である周波数、および波高距離の半分であり、波のエネルギーに等しい振幅が含まれる。   For example, waves generated on the ocean surface typically include both longitudinal and transverse components because the particles in the ocean wave move in a circular orbit at the interface between the atmosphere and the ocean. A wave typically has several easily distinguishable features. Such features include the wavefront, which is the highest point of the wave, the valley, which is the lowest point of the wave, the wave height, which is the vertical distance between the wavefront and the valley, the wavelength, which is the horizontal distance between the wavefront and the valley, and one wavelength. Includes a period that is the time that elapses while passing, a frequency that is the number of waves that pass through a fixed point per unit time, and a half of the crest distance, and an amplitude equal to the energy of the wave.

波動現象によって発生するエネルギーを利用しかつ活用する試みは数多くなされており、1898年1月25日に交付の米国特許第597833号で開示されたシステムなどのように前世紀の変わり目まで遡る。これらの試みには、波動現象から導出されたエネルギーを捕捉するために防潮壁を立てるもの、波動現象からのエネルギーを利用するために複雑な方策を伴うトラック/レール・システムを活用するもの、浅瀬のウェーブ・システムのみに適合するポンプ・システムを開発するもの、および潮の干満が生じる海岸付近に塔または同様の物を建造するものが含まれていた。本明細書では詳細に説明しないが、さらに他の試みもなされてきた。   Many attempts have been made to utilize and utilize the energy generated by wave phenomena, going back to the turn of the last century, such as the system disclosed in US Pat. No. 5,978,833 issued on January 25, 1898. These attempts include building a tide barrier to capture energy derived from wave phenomena, utilizing a track / rail system with complex strategies to utilize energy from wave phenomena, and shallows Some developed pump systems that were only compatible with other wave systems, and others built towers or similar objects near the coast where tides occurred. Although not described in detail herein, other attempts have been made.

これらのシステムはそれぞれに多くの問題を孕んでいる。例えば、海水を使用するようになっている幾つかのシステムは、それだけ厳しい環境に曝される。これらのシステムには不断の保守および交換を要する数多くの機械部品が含まれており、したがってシステムが望ましいものにはならない。他のシステムは海岸または浅瀬のみでの建造に限定され、それはシステムの配置を限定するものであり、したがってシステムが望ましいものにはならない。最後に、他のシステムは、波動現象によって供給されたエネルギーを完全に利用することがなく、したがって回収過程でエネルギーを無駄にして非効率的なシステムになる。   Each of these systems has many problems. For example, some systems that are adapted to use seawater are exposed to harsher environments. These systems include a number of mechanical parts that require constant maintenance and replacement, and therefore the systems are not desirable. Other systems are limited to construction on the shore or shallow water only, which limits system placement and therefore makes the system less desirable. Finally, other systems do not fully utilize the energy supplied by the wave phenomenon, thus wasting energy in the recovery process and becoming an inefficient system.

石油など、これまでのエネルギー源の枯渇によって、効率的な代替エネルギー源の必要性が叫ばれてきた。地球温暖化または同様の現象の原因と考えられている温室効果が、環境に優しいエネルギー創出装置の必要性をさらに確固としたものにする。直ちに利用可能なこれまでの燃料源の減少はエネルギー・コストの上昇をもたらしたが、それは全世界的に受け止められているものである。これによって、環境に優しく、効率性の高い、低コストのエネルギー装置を創出する必要性に対する声さらに高まる。 The need for efficient alternative energy sources has been screamed due to the depletion of energy sources such as oil. The greenhouse effect, believed to be the cause of global warming or similar phenomena, further strengthens the need for environmentally friendly energy creation devices. The decrease in fuel sources that are readily available to date has led to higher energy costs, which are perceived worldwide. Thus, environmentally friendly, high efficiency, further enhanced voice of the need to create an energy device with low cost.

直ちに利用可能で安価なエネルギー源の必要性も世界中で切実に受け止められている。例えば、中国のような地域では、急激に増大する人口に大量のエネルギー供給を創出するために河川がダムで堰き止められている。このような事業は、完了するのに20年以上を要する恐れがある。このようなダム建設事業によって創出されるエネルギーは、この事業が完了するまで利用を開始することさえできない。したがって、建造されると直ちにエネルギーを供給しかつ工期が短いエネルギー装置に対するさらに別の必要性が存在する。   The need for readily available and inexpensive energy sources is also being taken seriously around the world. For example, in areas such as China, rivers are dammed up to create a massive energy supply for a rapidly growing population. Such projects can take over 20 years to complete. The energy created by such a dam construction project cannot even begin to be used until this project is completed. Accordingly, there is a further need for an energy device that supplies energy as soon as it is built and has a short construction period.

発明の概要
上で識別した問題および必要性は、本発明の原理による、波または流れによって駆動される浮力ポンプのシステムによって解決される。本浮力ポンプ装置は、流体が通過し得る浮力室を内部に画定する浮力ブロック筐体を具備する。浮力ブロックが、浮力室中の流体の上昇に応答して第1の方向に軸移動し、かつ浮力室中の流体の降下に応答して第2の方向に軸移動するように浮力室の内部に配置される。
SUMMARY OF THE INVENTION The problems and needs identified above are solved by a wave or flow driven buoyancy pump system according to the principles of the present invention. The buoyancy pump device includes a buoyancy block housing that internally defines a buoyancy chamber through which fluid can pass. The interior of the buoyancy chamber is such that the buoyancy block is axially moved in a first direction in response to a rise in fluid in the buoyancy chamber and is axially moved in a second direction in response to a drop in fluid in the buoyancy chamber. Placed in.

ピストン・シリンダが浮力ブロック筐体に連結され、そのシリンダの中に浮力ブロックの第2の方向への移動に応答して吸入口として動作しかつ浮力ブロックの第1の方向への移動に応答して吐出口として動作する少なくとも1つの弁が配置される。ピストンが、ピストン・シリンダの内部に滑動自在に配置されかつ浮力ブロックに連結されており、このピストンは、第1および第2方向に移動可能であり、この少なくとも1つの弁を介して流体物質をピストン・シリンダの中に引き込ように浮力ブロックの第2の方向への移動に応答し、かつこの少なくとも1つの弁を介して流体物質を出力するように浮力ブロックの第1の方向への移動に応答する。 A piston / cylinder is connected to the buoyancy block housing, operates in the cylinder as a suction port in response to movement of the buoyancy block in the second direction, and responds to movement of the buoyancy block in the first direction. And at least one valve operating as a discharge port. A piston is slidably disposed within the piston cylinder and is coupled to the buoyancy block, the piston being movable in first and second directions, through which the fluid substance is passed. in response to the movement in the second direction of pulling write no way buoyancy block within the piston cylinder, and in the first direction of the buoyancy block to output a fluid substance through the at least one valve Respond to the move.

浮力ポンプ装置が液体を汲み出すように構成される場合は、浮力ポンプ装置は共通の液体貯蔵施設に連結される。次いで、貯蔵された液体を利用して発電用の液体タービンを駆動する。気体が汲み上げるべき媒体である場合は、浮力ポンプ装置は共通の気体貯蔵施設に連結される。次いで、貯蔵された気体を利用して発電用の気体タービンを駆動する。   Where the buoyancy pump device is configured to pump liquid, the buoyancy pump device is coupled to a common liquid storage facility. Next, a liquid turbine for power generation is driven using the stored liquid. If gas is the medium to be pumped, the buoyancy pump device is connected to a common gas storage facility. Next, the gas turbine for power generation is driven using the stored gas.

発電するための1つの実施形態は、波の運動を機械的動力に変換するシステムおよび方法を含む。流体物または流体物質が機械的動力の関数として貯蔵槽まで駆動される。流体物質は貯蔵槽から流し出される。流出する流体物質の運動エネルギーの少なくとも一部が電気エネルギーに変換される。流体物質は液体または気体であり得る。   One embodiment for generating electricity includes systems and methods that convert wave motion into mechanical power. A fluid or fluid material is driven to the reservoir as a function of mechanical power. The fluid material is flushed out of the storage tank. At least a portion of the kinetic energy of the flowing fluid material is converted to electrical energy. The fluid material can be a liquid or a gas.

浮力ポンプ装置が水域中の場所に配置されるように設計する際に、浮力ポンプ装置を設計するシステムおよび方法が利用される。このシステムは、ソフトウェアを実行するように動作可能な処理装置を含む計算システムを備え得る。ソフトウェアは、水域の領域からの波の履歴データを含む入力パラメータを受け取り、かつこの入力パラメータの関数として浮力ポンプ装置の浮力装置の少なくとも1つの寸法を計算する。浮力装置の1つまたは複数の寸法は、浮力ポンプ装置によって流体物質が駆動されるように浮力装置が持上げ圧力を生成できるようになっている。   In designing a buoyancy pump device to be located at a location in a body of water, systems and methods for designing the buoyancy pump device are utilized. The system may comprise a computing system that includes a processing device operable to execute software. The software receives input parameters including wave history data from the region of the body of water and calculates at least one dimension of the buoyancy device of the buoyancy pump device as a function of this input parameter. One or more dimensions of the buoyancy device allow the buoyancy device to generate a lifting pressure such that fluid material is driven by the buoyancy pump device.

本発明の原理による別の実施形態は、水域からの波エネルギーの関数としてタービンから発電するシステムおよび方法を含む。このシステムは、波が、(i)少なくとも1基の第1の浮力ポンプ装置を通過した後で実質的に再形成するのを可能にし、かつ(ii)少なくとも1基の第2の浮力ポンプ装置を駆動するのを可能にするように、間隔をおいて水域中に構成した浮力ポンプ装置を含む。浮力ポンプ装置は、流体物質を押し退けてタービンを駆動するように動作可能である。   Another embodiment in accordance with the principles of the present invention includes a system and method for generating electricity from a turbine as a function of wave energy from a body of water. The system allows the wave to (i) substantially reform after passing through at least one first buoyancy pump device; and (ii) at least one second buoyancy pump device. A buoyancy pump device configured in the body of water at an interval so as to enable driving. The buoyancy pump device is operable to drive away the fluid material and drive the turbine.

上で識別した問題を解決するために、限定するものではないが、海洋、湖沼、河川の形態で見られる非常に大量の水がうねりおよび波の形態で自然運動する際に存在する位置エネルギーを相対的に高い効率で機械的エネルギーに変換する浮力ポンプ装置が提供される。この浮力ポンプ装置は、気体と液体の両方、または両方の組合せを汲み上げるように対応可能である。したがって、また本明細書で言及するように、気体は流体としてもまたは気体としても定義されており、よってそれは空気と水の両方を含む。次いで、機械的なエネルギー源として汲み上げられた気体または液体を利用して、タービン、空気工具、通気、またはこのような形態の動力を使用する他の任意の機械的装置に動力を供給することができる。機械的エネルギー源はまた、同様の機械的変換装置を利用して電気エネルギーを創出するために使用可能である。   In order to solve the problems identified above, the potential energy present when a very large amount of water found in the form of oceans, lakes and rivers naturally moves in the form of swells and waves is not limited. A buoyancy pump device is provided that converts mechanical energy with relatively high efficiency. This buoyancy pump device can be adapted to pump both gas and liquid, or a combination of both. Thus, as also referred to herein, a gas is defined as either a fluid or a gas, and thus includes both air and water. The pumped gas or liquid can then be used as a mechanical energy source to power a turbine, pneumatic tool, ventilation, or any other mechanical device that uses such forms of power. it can. Mechanical energy sources can also be used to create electrical energy utilizing similar mechanical transducers.

ここで図1から図2Cを併せて参照すると、本発明の第1の実施形態による浮力ポンプ装置100が様々な図で示されている。浮力ポンプ装置100は、基部102、一端が基部102に連結されかつ浮力シリンダ・キャップ106によって他端が閉ざされた浮力シリンダ104、および一端が浮力シリンダ・キャップ106に連結されかつ浮力シリンダ104と概ね同軸に位置合わせされたピストン・シリンダ108を具備する。ピストン・シリンダ108の他端は、ピストン・シリンダ・キャップ110によって閉ざされている。浮力シリンダ104は、一端が基部102の上表面によって閉ざされかつ他端が浮力シリンダ・キャップ106によって閉ざされて、その内部に浮力室112を画定する。   Referring now also to FIGS. 1-2C, a buoyancy pump device 100 according to a first embodiment of the present invention is shown in various views. The buoyancy pump device 100 includes a base 102, a buoyancy cylinder 104 having one end connected to the base 102 and closed at the other end by a buoyancy cylinder cap 106, and one end connected to the buoyancy cylinder cap 106 and substantially the same as the buoyancy cylinder 104. A piston cylinder 108 is provided that is coaxially aligned. The other end of the piston / cylinder 108 is closed by a piston / cylinder cap 110. The buoyancy cylinder 104 is closed at one end by the upper surface of the base 102 and at the other end by a buoyancy cylinder cap 106 to define a buoyancy chamber 112 therein.

形状が概ね円筒形の浮力ブロック114が、浮力室112の内部で滑動自在に位置決めされ、この室の中で軸移動する。浮力ブロック114上端に連結されたピストン軸116が、このブロックから概ね軸方向に延び、浮力シリンダ・キャップ106中の開口118を貫通する。概ね形状が円筒形のピストン120は、ピストン・シリンダ108の内部で滑動自在に位置決めされ、かつその下端がピストン軸116の他端に連結され、この軸と一緒に概ね軸移動する。ピストン・シリンダ108は、一端がピストン120の上表面によって閉ざされかつ他端がピストン・シリンダ・キャップ110によって閉ざされて、その内部にピストン室122を画定する。   A generally cylindrical buoyancy block 114 is slidably positioned within the buoyancy chamber 112 and moves axially within the chamber. A piston shaft 116 connected to the upper end of the buoyancy block 114 extends generally axially from this block and passes through an opening 118 in the buoyancy cylinder cap 106. The generally cylindrical piston 120 is slidably positioned within the piston cylinder 108, and its lower end is connected to the other end of the piston shaft 116 and moves generally together with this shaft. The piston / cylinder 108 has one end closed by the upper surface of the piston 120 and the other end closed by the piston / cylinder cap 110 to define a piston chamber 122 therein.

吸入口弁124および吐出口弁126が、ピストン・シリンダ・キャップ110を貫通してピストン室122と連通し、これらの弁を介して気体または液体が流れ得る。吸入口管路128および吐出口管路130が、それぞれ吸入口弁124および吐出口弁126に連結されており、他端からそれぞれに気体または液体を受け入れかつ吐出するようになっている。   An inlet valve 124 and an outlet valve 126 pass through the piston, cylinder cap 110 and communicate with the piston chamber 122 through which gas or liquid can flow. A suction port line 128 and a discharge port line 130 are connected to a suction port valve 124 and a discharge port valve 126, respectively, and receive and discharge gas or liquid from the other end, respectively.

基部102は、浮力ポンプ装置100を環境に対して固定位置に維持するためにバラストを含むことができる。基部102はまた、ピストン室122から空気または気体を受け取るために吐出管路130に連結されている、内部輸送された気体または液体のための貯蔵受口を備える。基部102が貯蔵容器として使用される場合は、この容器に基部出口132が連結可能であり、この基部102から望ましい場所に気体または液体を流出させる。基部102上の基部出口132の位置は、基部102上の任意の箇所に基部出口132を配置できるように対応可能であることが理解されるべきである。   Base 102 may include ballast to maintain buoyancy pump device 100 in a fixed position relative to the environment. The base 102 also includes a storage receptacle for internally transported gas or liquid that is coupled to the discharge line 130 for receiving air or gas from the piston chamber 122. When the base 102 is used as a storage container, a base outlet 132 can be connected to the container to allow gas or liquid to flow out of the base 102 to a desired location. It should be understood that the location of the base outlet 132 on the base 102 can be adapted to allow the base outlet 132 to be placed anywhere on the base 102.

浮力ブロックの筐体でもあり得る浮力シリンダ104は、鎖134によって基部102の上表面に連結可能であり、これらの鎖は次に浮力シリンダ104に連結される。このような様態で、鎖134は浮力シリンダ104を基部102上に固定する。支え線または他の連結手段を使用して浮力シリンダ104を基部102に結合することが可能であり、したがって、本発明は連結手段として鎖134に限定するものではないことが理解されるべきである。   The buoyancy cylinder 104, which can also be the housing of the buoyancy block, can be connected to the upper surface of the base 102 by chains 134, which are then connected to the buoyancy cylinder 104. In this manner, the chain 134 secures the buoyancy cylinder 104 on the base 102. It should be understood that a buoyancy cylinder 104 can be coupled to the base 102 using a support line or other coupling means, and thus the present invention is not limited to the chain 134 as a coupling means. .

浮力シリンダ104はまた、水などの流体が浮力ブロック114を包囲する浮力シリンダ104を通過し得るように、このシリンダの周囲には複数の開口が規則的な間隔をおいて配置可能である。このような流れに伴う乱流を軽減するために、複数の乱流開口131を浮力シリンダ104上に設けることができる。したがって浮力シリンダ104は、このシリンダ104を通過する気体に伴う摩擦を軽減するためにケージまたは同様の物を備え得る。   The buoyancy cylinder 104 can also have a plurality of openings spaced regularly around the cylinder so that a fluid, such as water, can pass through the buoyancy cylinder 104 surrounding the buoyancy block 114. In order to reduce the turbulent flow associated with such a flow, a plurality of turbulent openings 131 can be provided on the buoyancy cylinder 104. Accordingly, the buoyancy cylinder 104 may include a cage or the like to reduce the friction associated with the gas passing through the cylinder 104.

浮力シリンダ104は所定の長さを有する。浮力シリンダ104の長さは、様々な液体環境中における浮力ブロック114の動きに相関する。例えば、浮力ポンプ装置100が海洋環境中に配置されるとき、浮力シリンダ104の長さは、浮力ポンプ装置100が年周潮の変化および波高に伴って機能できるように調整可能であることが必要である。浮力ポンプ装置100が、例えば、湖沼環境中に配置されるとき、浮力シリンダ104の長さは、波高動作設定を調整する必要がない。   The buoyancy cylinder 104 has a predetermined length. The length of the buoyancy cylinder 104 correlates with the movement of the buoyancy block 114 in various liquid environments. For example, when the buoyancy pump device 100 is placed in a marine environment, the length of the buoyancy cylinder 104 needs to be adjustable so that the buoyancy pump device 100 can function with annual tide changes and wave heights. It is. For example, when the buoyancy pump device 100 is placed in a lake environment, the length of the buoyancy cylinder 104 does not need to adjust the wave height operation setting.

別の実施例では、10フィートの水深を有する水域中で、浮力シリンダは、浮力室内部で浮力ブロックを移動可能にするためには、少なくとも10フィートの高さを有しかつこの10フィートに加えて7フィートの動作高さが追加されねばならない。したがって、浮力シリンダは高さが17フィートとなり、それは7フィートの有効行程を有することになる。しかし、水域に潮流変化があると、この実施例は多少変化する。   In another embodiment, in a body of water having a depth of 10 feet, the buoyancy cylinder has a height of at least 10 feet and in addition to the 10 feet to allow movement of the buoyancy block within the buoyancy chamber. 7 feet of operating height must be added. Thus, the buoyancy cylinder would be 17 feet high, which would have an effective stroke of 7 feet. However, this embodiment will change somewhat if there is a tidal change in the body of water.

変化を受けた実施例では、2フィートの潮流変動を有する10フィートの海中の浮力ポンプ装置は、2フィートの有効行程が失われることになる。この変動に対処するために、低年周潮と高年周潮の間の差が、配備すべき浮力シリンダの長さに追加される。すなわち、最大波高が7フィートであり、低い潮流が10フィートであり、かつ高い潮流が14フィートである環境中では、低い潮流と高い潮流の間の差が4フィートになる。これを浮力シリンダの長さに加えて、浮力シリンダの合計高さを21フィートにする(7フィート(最大波高に対処するために)+10フィート(浮力ポンプ装置を低い潮流条件で動作可能にするために)+4フィート(低い潮流と高い潮流の差))。これは高潮日で7フィートの行程を可能にし、通過する波が完全に利用される。   In a modified embodiment, a 10 foot subsea buoyancy pump device with a 2 foot tidal current will lose 2 feet of effective travel. To cope with this variation, the difference between the low and high tides is added to the length of the buoyancy cylinder to be deployed. That is, in an environment where the maximum wave height is 7 feet, the low tide is 10 feet, and the high tide is 14 feet, the difference between the low and high tides is 4 feet. Add this to the length of the buoyancy cylinder to make the total height of the buoyancy cylinder 21 feet (7 feet (to handle maximum wave height) + 10 feet (to allow the buoyancy pump device to operate at low tidal conditions) N) +4 feet (difference between low and high currents)). This allows a 7 foot travel on a high tide day and the waves that pass through are fully utilized.

浮力シリンダ・キャップ106は、その上にピストン・シリンダ108を支持するようになっており、その中の開口118は、浮力室112に流入する液体がこの開口を介してピストン・シリンダ108に進入するのを防止するようになっている。浮力シリンダ・キャップ106は、溶接もしくはねじ、または環境の力に耐える一方で、ピストン・シリンダ108およびその構造的構成要素によって発生する負荷にも耐えるようにした他の任意適切な手段によって浮力シリンダ104に連結可能である。液体または気体が浮力室112からピストン・シリンダ108に進入するのを防止するために、浮力キャップ106の開口118中に封止体を使用することができる。ピストン・シリンダ108は、環境からピストン・シリンダ108の内部を封止するようになっている。ピストン・シリンダ108は、湖沼、海洋、および河川における水を含めて、環境の影響を限定するように設計された材料から作製される。   The buoyancy cylinder cap 106 is adapted to support the piston cylinder 108 thereon, and an opening 118 therein allows liquid flowing into the buoyancy chamber 112 to enter the piston cylinder 108 through this opening. It is designed to prevent this. The buoyancy cylinder cap 106 is welded or screwed, or buoyancy cylinder 104 by any other suitable means adapted to withstand the loads generated by the piston cylinder 108 and its structural components while being resistant to environmental forces. Can be linked to. A seal can be used in the opening 118 of the buoyancy cap 106 to prevent liquid or gas from entering the piston cylinder 108 from the buoyancy chamber 112. The piston / cylinder 108 seals the inside of the piston / cylinder 108 from the environment. Piston cylinder 108 is made from materials designed to limit environmental impacts, including water in lakes, oceans, and rivers.

浮力室112内部に配置された浮力ブロック114は、概ね円筒形でありかつテーパを付けた上表面を有する。浮力ブロック114は、浮力ポンプ装置100が中に位置決めされる水の流体力学と浮力ポンプ装置100自体の水圧または空気圧システム特徴とに一致する周期で浮力ブロック114が移動するように所定の浮力を有する。浮力ブロック114の浮力は、水およびシステムの特徴ならびに流体力学に応じて同様に調整可能である。このような調整は、(1)浮力ブロック114を浮力室112に対して軸方向または径方向にもしくは両方向に、手動または遠隔操作で調整することによって、かつ(2)このブロックの水中における挙動に影響する浮力ブロック114の他の特徴を調整することによって行われる。典型的な調整手段が下でさらに詳細に説明される。   Buoyancy block 114 disposed within buoyancy chamber 112 is generally cylindrical and has a tapered upper surface. The buoyancy block 114 has a predetermined buoyancy such that the buoyancy block 114 moves at a period that matches the hydrodynamics of the water in which the buoyancy pump device 100 is positioned and the hydraulic or pneumatic system characteristics of the buoyancy pump device 100 itself. . The buoyancy of the buoyancy block 114 can be similarly adjusted depending on water and system characteristics and hydrodynamics. Such adjustments can be made by (1) adjusting the buoyancy block 114 to the buoyancy chamber 112 axially, radially, or in both directions, either manually or remotely, and (2) to the behavior of this block in water. This is done by adjusting other features of the affected buoyancy block 114. Typical adjustment means are described in further detail below.

ピストン軸116は、浮力ブロック114およびピストン120に連結継手136、138によってそれぞれ結合される。これらの連結継手136、138は、ピストン120および浮力ブロック114が軸方向に一直線に整列しないとき、ピストン120または浮力ブロック114の径方向の任意の動きに応答して可動性または融通性を有するように設計可能である。このような動きまたは融通性は、スイベル軸継手または他の適切な結合手段を使用することによって実現可能である。   The piston shaft 116 is coupled to the buoyancy block 114 and the piston 120 by coupling joints 136 and 138, respectively. These coupling joints 136, 138 are movable or flexible in response to any radial movement of the piston 120 or buoyancy block 114 when the piston 120 and buoyancy block 114 are not aligned in the axial direction. Can be designed. Such movement or flexibility can be achieved by using swivel shaft couplings or other suitable coupling means.

ピストン軸116は、このピストン軸116が過酷な環境条件に曝された後も機能し続けるように、軽量かつ環境耐性であるように設計される。ピストン軸116はさらに、浮力ブロック114からピストン120へ、またピストン120から浮力ブロック114へ力を平行移動させるように設計される。最後に、ピストン軸116は、浮力ポンプ装置100の要件に応じてピストン軸116の長さを増減できるように入れ子式に調整可能である。ピストン軸116の調整は、空気が汲上げ媒体であるか、または波もしくはうねりの高さが望ましい水準を下回るときに必要になり得る。このような調整によって、波またはうねりの位置エネルギーを最大限に利用することが可能になる。   The piston shaft 116 is designed to be lightweight and environmentally resistant so that the piston shaft 116 continues to function after exposure to harsh environmental conditions. The piston shaft 116 is further designed to translate forces from the buoyancy block 114 to the piston 120 and from the piston 120 to the buoyancy block 114. Finally, the piston shaft 116 can be telescoped so that the length of the piston shaft 116 can be increased or decreased according to the requirements of the buoyancy pump device 100. Adjustment of the piston shaft 116 may be necessary when air is the pumping medium or when the wave or swell height is below a desired level. Such adjustment makes it possible to make maximum use of the potential energy of waves or undulations.

ピストン室122を封止するために、ピストン・シリンダ108の内部に滑動自在に位置決めされるピストン120は、これらの間にピストン120を取り巻く封止体を含むことができる。この封止体は、気体または液体が環境からピストン室122の中にまたはピストン室122から環境に漏出するのを防止する一方で、ピストン120がピストン室122内部で依然として滑動自在であるようになっている。   To seal the piston chamber 122, the piston 120 slidably positioned within the piston cylinder 108 may include a seal surrounding the piston 120 therebetween. This seal prevents gas or liquid from leaking out of the environment into or out of the piston chamber 122 while allowing the piston 120 to still slide within the piston chamber 122. ing.

吸入口および吐出口弁124、126は、気体または液体がピストン室122に流入すること、およびそこから流出することをそれぞれ許容する一方向流れ装置である。これらの弁124、126は、ピストン室122内部で望ましい圧力が実現可能であれば、ピストン・シリンダ・キャップ110上の様々な箇所に位置決め可能であることが理解されるべきである。 Suction and discharge ports valve 124 and 126, the gas or liquid to flow into the piston chamber 122, and a one-way flow device to permit each from flowing out therefrom. It should be understood that these valves 124, 126 can be positioned at various locations on the piston-cylinder cap 110 if the desired pressure within the piston chamber 122 can be achieved.

浮力シリンダ104中の浮力ブロック114の動きは、摩擦または浮力シリンダ104に進入する他の要素によって阻害される恐れがあるので、複数のシム140が浮力シリンダ140の内表面に連結可能である。これらのシム140は、浮力シリンダ104の周囲に沿って軸方向に延在して、浮力シリンダ内部で浮力ブロック114の向きを安定させる役割をさらに果たす。シム140は、これらのシム140と浮力ブロック114の間の摩擦係数がゼロに近づくように適切な材料から作製可能である。   Since the movement of the buoyancy block 114 in the buoyancy cylinder 104 can be hindered by friction or other elements entering the buoyancy cylinder 104, a plurality of shims 140 can be coupled to the inner surface of the buoyancy cylinder 140. These shims 140 extend in the axial direction along the periphery of the buoyancy cylinder 104 and further serve to stabilize the orientation of the buoyancy block 114 inside the buoyancy cylinder. The shims 140 can be made from a suitable material so that the coefficient of friction between these shims 140 and the buoyancy block 114 approaches zero.

浮力シリンダ104内部の浮力ブロック114の軸移動を制限するために、複数の止め142を浮力シリンダ104の内表面上に設け、かつその下部分に配置することができる。止め142の位置決めは、ピストン・シリンダ108内部のピストン120の望ましい行程長さと一致するように調整可能である。   In order to limit the axial movement of the buoyancy block 114 inside the buoyancy cylinder 104, a plurality of stops 142 can be provided on the inner surface of the buoyancy cylinder 104 and arranged in the lower part thereof. The positioning of the stop 142 can be adjusted to match the desired stroke length of the piston 120 within the piston cylinder 108.

浮力シリンダ104中の浮力ブロック114の軸移動は、ピストン軸116を介してピストン・シリンダ108内部のピストン120の軸移動に平行移動することが理解されるべきである。ピストン軸116および連結継手136はさらに、ピストン120の位置を浮力ブロック114に対して固定する。   It should be understood that the axial movement of the buoyancy block 114 in the buoyancy cylinder 104 translates to the axial movement of the piston 120 within the piston cylinder 108 via the piston shaft 116. The piston shaft 116 and the coupling joint 136 further fix the position of the piston 120 with respect to the buoyancy block 114.

ここで図3Aから3Cを参照すると、典型的な浮力ブロック300が、上面図、側面図、および等角図でそれぞれに示されている。この浮力ブロック300は、結合継手136(図2B)を受け入れ、それによってピストン軸116(図1)に結合されるようにした軸開口302を有する。上部分304は、浮力ブロック300の周辺部から径方向内側にテーパが付けられ、軸開口302で終端する。上部分304上のテーパは、特に、浮力ブロック300が水中に沈められ、水面に向かって移動しているときに、浮力ブロック300の軸移動を助ける。この上部分304が浮力ブロック300の下部分306と区切って示されているが、このテーパは、水中での浮力ブロック300の軸移動を容易にするために、浮力ブロック300の任意の部分から始まって軸開口302で終端してもよいことが理解されるべきである。   Referring now to FIGS. 3A-3C, a typical buoyancy block 300 is shown in a top view, a side view, and an isometric view, respectively. The buoyancy block 300 has a shaft opening 302 that receives a coupling joint 136 (FIG. 2B) and thereby is coupled to the piston shaft 116 (FIG. 1). The upper portion 304 tapers radially inward from the periphery of the buoyancy block 300 and terminates at the shaft opening 302. The taper on the upper portion 304 assists in axial movement of the buoyancy block 300, particularly when the buoyancy block 300 is submerged and moving toward the water surface. Although this upper portion 304 is shown separated from the lower portion 306 of the buoyancy block 300, this taper begins from any portion of the buoyancy block 300 to facilitate axial movement of the buoyancy block 300 in water. It should be understood that it may terminate at the axial opening 302.

ここで図3Dを参照すると、別法による典型的な浮力ブロック350の部分断面が示されている。この浮力ブロック350は上部分352および下部分354を有する。上部分352は、水中での浮力ブロック350の軸移動を容易にするために径方向にテーパを付けた部分356と、このテーパ部分356に連結された非テーパ部分358とを有する。ねじ山360が、浮力ブロック350の上部分352の内周上に形成される。   Referring now to FIG. 3D, a partial cross-section of an alternative exemplary buoyancy block 350 is shown. The buoyancy block 350 has an upper portion 352 and a lower portion 354. The upper portion 352 includes a radially tapered portion 356 to facilitate axial movement of the buoyancy block 350 in water and a non-tapered portion 358 coupled to the tapered portion 356. A thread 360 is formed on the inner circumference of the upper portion 352 of the buoyancy block 350.

浮力ブロックの下部分354は概ね円筒形であり、この下部分354の外周上に複数のねじ山362が形成されている。下部分354のねじ山362は、上部分352のねじ山360と噛み合って、下部分354が上部分352に対して軸移動できるようになっている。   The lower part 354 of the buoyancy block is generally cylindrical, and a plurality of threads 362 are formed on the outer periphery of the lower part 354. The thread 362 of the lower part 354 meshes with the thread 360 of the upper part 352 so that the lower part 354 can move axially relative to the upper part 352.

上部分352に対する下部分354の移動はモータ364の使用によって実現される。このモータ364は、下部分354の上表面365上で下部分354に連結される。駆動軸366が、モータ364を上部分365に結合して下部分354を所定の方向に回転させ、それによって浮力ブロック350を入れ子式に伸縮させる。下部分354を入れ子式に伸縮させると浮力ブロック350の高さが増減し、それによって浮力ブロック350の浮力を増減させる。浮力ブロック350の直径も同様の方法を用いて調整可能であることが理解されるべきである。   Movement of the lower portion 354 relative to the upper portion 352 is achieved through the use of a motor 364. The motor 364 is coupled to the lower portion 354 on the upper surface 365 of the lower portion 354. Drive shaft 366 couples motor 364 to upper portion 365 and rotates lower portion 354 in a predetermined direction, thereby telescoping buoyancy block 350. When the lower portion 354 is telescopically expanded and contracted, the height of the buoyancy block 350 increases or decreases, thereby increasing or decreasing the buoyancy of the buoyancy block 350. It should be understood that the diameter of the buoyancy block 350 can be adjusted using similar methods.

ここで図3Eおよび3Fを併せて参照すると、典型的な調整式浮力ブロック基部370の上面図が示されている。この調整可能なブロック基部370は、外板372、これらの外板372に連結された内板374、歯車378に連結され、軸方向に配置されたモータ376、および歯車378と外板372とに連結された複数の拡張バー380を具備する。浮力ブロック基部370の周囲は、プラスチック、熱可塑材、または例えばゴムなどの他の封止材料382によって封止される。このように封止材料382は環境物質が浮力ブロック基部370に進入するのを防止する。   Referring now to FIGS. 3E and 3F together, a top view of a typical adjustable buoyancy block base 370 is shown. The adjustable block base 370 includes an outer plate 372, an inner plate 374 connected to the outer plates 372, a motor 376 connected to the gear 378 and arranged in the axial direction, and a gear 378 and an outer plate 372. A plurality of expansion bars 380 connected to each other is provided. The periphery of the buoyancy block base 370 is sealed with plastic, thermoplastic, or other sealing material 382, such as rubber. As such, the sealing material 382 prevents environmental material from entering the buoyancy block base 370.

外板372はローラ384を介して内板374に連結する。これらのローラ384は外板372を内板374に対して移動可能にする。ローラ384用の案内を外板および内板372、374のそれぞれの表面上に位置決めすることができる。   The outer plate 372 is connected to the inner plate 374 via a roller 384. These rollers 384 allow the outer plate 372 to move relative to the inner plate 374. Guides for the rollers 384 can be positioned on the respective surfaces of the outer and inner plates 372, 374.

モータ376は、浮力ブロック基部370の内部で軸方向に位置決めされ、かつ適切な動力源によって動力供給を受ける。モータ376は、このモータ376の駆動時に歯車378が時計回りまたは反時計回りの方向に回転するように歯車378に連結されている。   The motor 376 is axially positioned within the buoyancy block base 370 and is powered by a suitable power source. The motor 376 is connected to the gear 378 so that the gear 378 rotates clockwise or counterclockwise when the motor 376 is driven.

歯車378は、この歯車378が時計回りまたは反時計回りの方向に回転すると、外板372がローラ384を介して内板374に対して移動することによって、浮力ブロック基部370の直径の拡張または収縮をそれぞれにもたらすように、拡張バー380に連結される。   The gear 378 expands or contracts the diameter of the buoyancy block base 370 by moving the outer plate 372 relative to the inner plate 374 via the roller 384 when the gear 378 rotates in a clockwise or counterclockwise direction. Are connected to the expansion bar 380 so as to provide each of them.

例えば、図3Eは、浮力ブロック基部370が、Dによって図示された直径を有する収縮位置にあることを示す。モータ376が歯車378を時計回りの方向に回転させるように駆動されるとき、それに対応して拡張バー380が回転し、それによって、図3Fに示しかつDによって図示されたように、浮力ブロック基部380の直径を拡大する。熱可塑材382も浮力ブロック径の拡大に相関して拡張する。したがって、浮力ブロック基部370は、浮力ポンプ装置で使用されるとき、径方向に拡張または収縮して付随する浮力ブロックの直径を増減させる。浮力ブロック基部370は、概ね円筒形構成で示されているが、浮力ポンプ装置の設計および要件に応じて他の構成も可能であることが理解されるべきである。 For example, FIG. 3E shows that the buoyancy block base 370 is in a retracted position having the diameter illustrated by D 1 . When the motor 376 is driven to rotate the gear 378 in a clockwise direction, and correspondingly rotates extension bar 380, whereby, as illustrated by the shown and D 2 in FIG. 3F, the buoyancy block Enlarge the diameter of the base 380. The thermoplastic material 382 also expands in correlation with the increase in the buoyancy block diameter. Accordingly, when used in a buoyancy pump device, the buoyancy block base 370 expands or contracts in the radial direction to increase or decrease the diameter of the accompanying buoyancy block. While the buoyancy block base 370 is shown in a generally cylindrical configuration, it should be understood that other configurations are possible depending on the design and requirements of the buoyancy pump device.

ここで図4A、4Bおよび4Cを参照すると、波(W)が浮力室112(図1)を通過するときの浮力ポンプ装置100が様々な位置で示されている。浮力ポンプ装置100を通過する波(W)は、以下を含む幾何学的特徴を有する。   Referring now to FIGS. 4A, 4B and 4C, the buoyancy pump device 100 is shown in various positions as the wave (W) passes through the buoyancy chamber 112 (FIG. 1). The wave (W) passing through the buoyancy pump device 100 has geometric features including:

波高(W)は、波の頂(C)すなわち高位点と、波の谷(T)すなわち低位点との間の垂直距離であり、
波長(W)は、波上の同等点(例えば、頂と頂または谷と谷)間の距離であり、さらに
静水水準(SWL)は、波がいずれも存在しない水面であり、概ね波高(W)の中点である。
The wave height (W H ) is the vertical distance between the wave crest (C) or high point and the wave trough (T) or low point,
Wavelength (W L ) is the distance between equivalent points on the wave (eg, peak-to-peak or valley-to-valley), and still water level (S WL ) is the surface of the water where no waves are present, It is the midpoint of (W H ).

図4Aでは、浮力ブロック114は、流体が吐出口弁126から出力されるときの、波(W)の頂(C)によって支持されたブロックの最高垂直位置で示されている。波(W)が、図4Bに示すように波長(W)の約2分の1(1/2)の距離だけ浮力室112を通過するとき、浮力ブロック114は、吸入弁124から流体を引き込みながら、波(W)の谷(T)の中のブロックの最低垂直位置まで落下する。図4Cでは、浮力ブロック114が次の頂(C)上の最高垂直位置に戻って流体が再び吐出口弁126から出力されるように、波(W)が完全な1波長(W)を移動し終えている。 In FIG. 4A, the buoyancy block 114 is shown in the highest vertical position of the block supported by the crest (C 1 ) of the wave (W) when fluid is output from the outlet valve 126. As the wave (W) passes through the buoyancy chamber 112 for a distance of about one-half (1/2) of the wavelength (W L ) as shown in FIG. 4B, the buoyancy block 114 causes fluid to flow from the suction valve 124. While retracting, it falls to the lowest vertical position of the block in the trough (T) of the wave (W). In FIG. 4C, the wave (W) is one full wavelength (W L ) so that the buoyancy block 114 returns to the highest vertical position on the next peak (C 2 ) and fluid is again output from the outlet valve 126. Have finished moving.

浮力ポンプ装置100のピストン行程(P)(図示せず)は、波(W)が浮力室112を1波長(W)通過するときに、浮力ブロック114がピストン120を移動させる距離として画定される。波(W)が浮力室112を通過するとき、浮力ブロック114は、図4Aの頂の位置(C)から図4Bの谷(T)の位置まで波高に等しい距離(B)を落下し、次いで図4Bの谷(T)の位置から図4Cの頂(C)の位置まで同じ距離(B)を上昇する。よって、ピストン行程(P)は波高(W)の2倍に等しい。 The piston stroke (P s ) (not shown) of the buoyancy pump device 100 is defined as the distance that the buoyancy block 114 moves the piston 120 when the wave (W) passes through the buoyancy chamber 112 for one wavelength (W L ). Is done. When the wave (W) passes through the buoyancy chamber 112, the buoyancy block 114 drops a distance (B D ) equal to the wave height from the top position (C 1 ) of FIG. 4A to the position of the valley (T) of FIG. 4B. Then, the same distance ( BR ) is increased from the position of the valley (T) in FIG. 4B to the position of the top (C 2 ) in FIG. 4C. Thus, the piston stroke (P s ) is equal to twice the wave height (W H ).

=B+B=2W
したがって、ピストン120は、「半行程」の降下および「半行程」の上昇(「落下行程」および「持上げ行程」とも呼ばれる)をそれぞれに有する。
P s = B D + B R = 2W H
Accordingly, the piston 120 has a “half-stroke” descent and a “half-stroke” rise (also referred to as a “falling stroke” and a “lifting stroke”), respectively.

波は、それが浮力ポンプ装置100を通過するとき、所与の波高Wおよび波周期Wを有する。浮力ポンプ装置100は、ピストンが完全な1波周期Wにわたって移動することによって画定されるピストン行程Pを有する。図4Aで分かるように、波が浮力ポンプ装置100を横切るとき、浮力ブロックは通過する波に直接相関して移動する。 Waves, it as it passes through the buoyancy pump device 100, having a given wave height W H and wave period W P. Buoyancy pump device 100 has a piston stroke P S defined by the piston moves over one complete wave period W P. As can be seen in FIG. 4A, when a wave traverses the buoyancy pump device 100, the buoyancy block moves in direct correlation with the passing wave.

浮力ポンプ装置100がゼロ圧力状態にあるとき、浮力ブロック114は、波の運動から得られる最大距離、すなわち、Ps最大=2Wを移動することができる。これがピストン・シリンダ108中のピストン120の完全な半行程移動に平行移動し、それによって流体が弁を介してピストン室から押し出される。 When the buoyancy pump device 100 is in the zero pressure condition, the buoyancy block 114, the maximum distance resulting from the wave motion, i.e., it is possible to move the P s maximum = 2W L. This translates into a full half stroke movement of the piston 120 in the piston cylinder 108, thereby pushing fluid out of the piston chamber through the valve.

図1を再び参照すると、動作では、浮力ポンプ装置100が、海洋、湖沼、河川、または波もしくはうねりを生じる他の環境などの水域中に最初に配置された後、吐出口管路130、吐出口弁126、およびピストン室122中の初期圧力がゼロ圧力状態から始まる。認識された特性を有する波が浮力ポンプ装置100に到達する。波からの水が徐々に増加して浮力室112を満たす。水が浮力室112を充満すると、浮力ブロック114は浮力室112中の水が上昇するにつれて上昇し始める。   Referring back to FIG. 1, in operation, after the buoyancy pump device 100 is initially placed in a body of water, such as the ocean, lake, river, or other environment that produces waves or swells, the outlet conduit 130, discharge, The initial pressure in the outlet valve 126 and the piston chamber 122 starts from a zero pressure state. A wave having the recognized characteristics reaches the buoyancy pump device 100. Water from the waves gradually increases and fills the buoyancy chamber 112. As the water fills the buoyancy chamber 112, the buoyancy block 114 begins to rise as the water in the buoyancy chamber 112 rises.

浮力ブロック114の浮力は、浮力ブロック114の大部分が浮力室112内部の水から出て相対的に高く浮かび、それによって浮力ブロック114が浮力室112内部で軸移動できるように設計される。波が離れると、浮力ブロック114は、浮力室112中の沈下する水と伴にかつ重力によって降下する。ピストン軸116は、浮力ブロック114の移動をピストン120に平行移動する。   The buoyancy of the buoyancy block 114 is designed so that most of the buoyancy block 114 comes out of the water inside the buoyancy chamber 112 and floats relatively high, so that the buoyancy block 114 can move axially within the buoyancy chamber 112. As the waves leave, the buoyancy block 114 descends with the sinking water in the buoyancy chamber 112 and by gravity. The piston shaft 116 translates the movement of the buoyancy block 114 to the piston 120.

スペクトルの他端では、浮力ポンプ装置100が吐出口管路130および吐出口弁130中の最大圧力で始まるとき、浮力ブロック114の大部分は、浮力ポンプ装置100が配置される水の中に事実上没することになる。これは、ピストン室122を通過するピストン120の行程長さの減少をもたらす。   At the other end of the spectrum, when the buoyancy pump device 100 begins at the maximum pressure in the outlet line 130 and outlet valve 130, the majority of the buoyancy block 114 is in fact in the water in which the buoyancy pump device 100 is located. You will be overwhelmed. This results in a reduction in the stroke length of the piston 120 that passes through the piston chamber 122.

所与の波またはうねりが通過すると、重力が浮力ブロック114とピストン120の降下行程に力を加える。所与の波またはうねりが上昇すると伴に、浮力ブロック114の浮力は、ピストン軸116を介してピストン120に持上げ力/動力を加える。吐出口弁126からのピストン120の圧力が低いとき、必要な浮力の持上げ力は吐出口弁126を介してピストン室122の中に伝達された背圧のみに相関するので、浮力ブロック114が浮力室内部の水中で相対的に高く浮かぶ。   As a given wave or swell passes, gravity exerts a force on the lowering stroke of the buoyancy block 114 and the piston 120. As a given wave or swell rises, the buoyancy of the buoyancy block 114 applies a lifting force / power to the piston 120 via the piston shaft 116. When the pressure of the piston 120 from the discharge port valve 126 is low, the lift force of the required buoyancy is correlated only with the back pressure transmitted into the piston chamber 122 via the discharge port valve 126, so that the buoyancy block 114 is buoyant. Float relatively high in indoor water.

ピストンの圧力が高いとき、浮力室内部の浮力ブロック114の軸移動が制限され、浮力ブロック114は水中で低く浮かぶことになる。ピストン室122中のある一定の高い圧力状態では、浮力ブロック114はほとんど完全に水没し得るが、依然として浮力室内部で軸移動してピストン室122内部の液体または気体を汲み上げる。最終的には、吐出口弁126からの圧力が非常に大きくなり得るので、浮力ブロック114の浮力は、たとえ完全に水没しているときでも、ピストン120を移動させるほどの十分な持上げ力を供給することができない。この時点で、浮力ブロック114およびピストン120は、波またはうねりが浮力ポンプ装置100に対して上昇し続けるときでも移動を停止する。   When the pressure of the piston is high, the axial movement of the buoyancy block 114 inside the buoyancy chamber is limited, and the buoyancy block 114 floats low in water. Under certain high pressure conditions in the piston chamber 122, the buoyancy block 114 may be almost completely submerged, but still pivots within the buoyancy chamber to pump liquid or gas inside the piston chamber 122. Eventually, the pressure from the outlet valve 126 can be so great that the buoyancy of the buoyancy block 114 provides sufficient lifting force to move the piston 120 even when fully submerged. Can not do it. At this point, the buoyancy block 114 and the piston 120 stop moving even when waves or swells continue to rise relative to the buoyancy pump device 100.

例えば、高さ1フィートの浮力ブロックを有する、最大圧力状態で配備された浮力ポンプ装置では、この浮力ポンプ装置は、ピストン・シリンダ内部で約1フィートのポンプ行程を喪失することになる。1フィートの波しか存在しなければ、この浮力ポンプ装置はポンプ作用を行わない。   For example, in a buoyancy pump device deployed at maximum pressure with a 1 foot high buoyancy block, the buoyancy pump device will lose about 1 foot of pump stroke inside the piston cylinder. If there is only one foot wave, the buoyancy pump device will not pump.

このような点に達しなければ、浮力ブロック114およびピストン120は、所与の波またはうねりがそれぞれその最大高さに達するまで、これらの波またはうねりの上昇と伴に軸移動し続け、ピストン120は吐出口弁126を介してピストン室122中の液体または気体を移動させることができる。この過程は、ピストン室122中の最大圧縮点に達するまで維持されるが、依然として外向きの流れは可能である。   If such a point is not reached, the buoyancy block 114 and the piston 120 will continue to pivot with the rise of these waves or undulations until a given wave or undulation reaches its maximum height, respectively. Can move the liquid or gas in the piston chamber 122 through the discharge valve 126. This process is maintained until the maximum compression point in the piston chamber 122 is reached, but outward flow is still possible.

浮力ブロック114が、ほとんど水没しているかまたは水没していても依然として軸移動しているとき、これを浮力ポンプ装置100の高水線と呼ぶ。波またはうねりが通過するとき、浮力ブロック114の降下最低点を浮力ポンプ装置100の低水線と呼ぶ。高水線と低水線の間の距離は、ピストン120の仕事行程を決定する。   When the buoyancy block 114 is almost submerged or is still submerged, it is called the high water line of the buoyancy pump device 100. When a wave or swell passes, the lowest point of descent of the buoyancy block 114 is referred to as the low water line of the buoyancy pump device 100. The distance between the high water line and the low water line determines the work stroke of the piston 120.

例えば、気体が汲み上げるべき媒体であるとき、気体源に連結するように調整可能な吸入口管路128は、周囲空気などの気体環境からの気体と連通しかつそこから気体を受け取る箇所に配置される。吐出口管路130は、圧縮された気体を貯蔵するための基部102に連結可能である。吐出口管路130は、浮力ポンプ装置100の外部に配置される固定貯蔵タンクなど、気体を貯蔵するための別の場所に連結可能であることが理解されるべきである。   For example, when gas is the medium to be pumped, an inlet line 128 that is adjustable to connect to a gas source is located at a point that communicates with and receives gas from a gaseous environment such as ambient air. The The outlet line 130 can be connected to a base 102 for storing compressed gas. It should be understood that the outlet line 130 can be connected to another location for storing gas, such as a fixed storage tank located outside the buoyancy pump device 100.

気体の実施例では、ピストン120が沈下する波と伴に降下するとき、それはピストン室122中に真空を生成し、吸入口管路128および吸入口弁124を介して気体をピストン室122中に引き込む。波の谷の時点でかつ水が浮力室112から排出された後で、または浮力ブロック114が、浮力ブロック114およびピストン120のさらなる下方移動を阻止する止め142に接触するとき、最大量の気体がピストン室122を満たす。   In the gas embodiment, when the piston 120 descends with the wave that sinks, it creates a vacuum in the piston chamber 122 and passes the gas into the piston chamber 122 via the inlet line 128 and the inlet valve 124. Pull in. At the time of the wave valley and after the water is drained from the buoyancy chamber 112 or when the buoyancy block 114 contacts the stop 142 that prevents further downward movement of the buoyancy block 114 and the piston 120, the maximum amount of gas is The piston chamber 122 is filled.

波が上昇し始め、水が徐々に増加して浮力室112を満たすとき、浮力ブロック114は水に露出されかつ接触する。浮力ブロック114の浮力は、浮力室112内部で上昇する水に応答して浮力ブロック114を自然に持ち上げることになる。ピストン軸116によって推進されるピストン120に対して浮力ブロック114の位置が固定されているので、ピストン120は浮力ブロック114の持上がりに直接相関して上昇する。   As the wave begins to rise and the water gradually increases to fill the buoyancy chamber 112, the buoyancy block 114 is exposed to and contacts the water. The buoyancy of the buoyancy block 114 will naturally lift the buoyancy block 114 in response to water rising within the buoyancy chamber 112. Since the position of the buoyancy block 114 is fixed with respect to the piston 120 driven by the piston shaft 116, the piston 120 rises in direct correlation with the lifting of the buoyancy block 114.

ピストン室122の中に導入された気体は、浮力ブロック114が上昇するとき、圧縮された気体の圧力が吐出口管路130中の管路圧に打ち勝つまで、ピストン室122内部で圧縮を受ける。この時点で、気体は吐出口弁126および吐出口管路130を通過し、利用または貯蔵するのに望ましい場所に給送される。例えば、上述の典型的な基部102または他の貯蔵場所を使用して圧縮気体を貯蔵する。状況に応じて気体を大気中に消散できることも考えられる。   The gas introduced into the piston chamber 122 undergoes compression within the piston chamber 122 until the pressure of the compressed gas overcomes the line pressure in the outlet line 130 when the buoyancy block 114 rises. At this point, the gas passes through the outlet valve 126 and outlet line 130 and is delivered to the desired location for use or storage. For example, the compressed gas is stored using the typical base 102 or other storage location described above. It is also conceivable that the gas can be dissipated into the atmosphere depending on the situation.

波が浮力ポンプ装置100を通過するときに波がその最大高さに達すると、水は浮力室112から退出し始める。重力が浮力ブロック114を波と一緒に押し下げてピストン120の下方移動をもたらし、それがピストン室122中に真空を生成する。この真空は、先に説明したように、再び気体をピストン室122中に引き込んで連続する波ごとにこの過程を反復し、それによって浮力ポンプ装置100を駆動して気体を連続的にかつ周期的にピストン室122中に引き込み、気体をピストン室内部122で圧縮し、かつ気体をピストン室122から基部102の中に押し込む。ピストン120はさらに、もはや浮力ブロック114が貯蔵された気体および吐出口管路130中の圧力に打ち勝つことができなくなるまで、それぞれの周期ごとに基板102中に貯蔵された気体を圧縮する。この時点では、もはや浮力ブロック114が波に対して上昇することはない。   When the wave passes through the buoyancy pump device 100 and the wave reaches its maximum height, the water begins to exit the buoyancy chamber 112. Gravity pushes the buoyancy block 114 down with the waves, causing downward movement of the piston 120, which creates a vacuum in the piston chamber 122. This vacuum, as explained above, again draws gas into the piston chamber 122 and repeats this process for each successive wave, thereby driving the buoyancy pump device 100 to cause the gas to continuously and periodically. Into the piston chamber 122, compresses the gas in the piston chamber 122, and pushes the gas from the piston chamber 122 into the base 102. The piston 120 further compresses the gas stored in the substrate 102 at each cycle until the buoyancy block 114 can no longer overcome the stored gas and the pressure in the outlet line 130. At this point, the buoyancy block 114 no longer rises against the wave.

別の実施例では、液体が汲み上げるべき媒体であるとき、注入口管路128は、水などの液体環境に連結される。吐出口管路130は、限定するものではないが、湖沼底、配水塔、または他の給水系統を含めて貯水槽に連結可能である。水などの非圧縮性の液体が汲み上げられているとき、一旦、ピストン室122に非圧縮性の液体が完全に満たされると、浮力ポンプ装置100がポンプ作用を行うことになるので、ピストン軸116を調整しなくてもよい。   In another embodiment, inlet line 128 is connected to a liquid environment, such as water, when liquid is the medium to be pumped. The outlet conduit 130 can be connected to a water reservoir including, but not limited to, a lake bottom, a water tower, or other water supply system. When an incompressible liquid such as water is being pumped, once the incompressible liquid is completely filled in the piston chamber 122, the buoyancy pump device 100 performs a pumping action. It is not necessary to adjust.

液体の実施例では、ピストン120の降下は、それに呼応してピストン室122中に真空を生成し、それによって吸入口管路128および吸入口弁124を介して水を引き込んでピストン室122中に導く。波の谷の時点でかつ水が浮力室122から排出されるとき、または浮力ブロック114が、この浮力ブロック114のさらなる下方移動を阻止する止め142に接触するとき、最大量の液体がピストン室122を満たす。   In the liquid embodiment, the lowering of the piston 120 correspondingly creates a vacuum in the piston chamber 122, thereby drawing water into the piston chamber 122 via the inlet line 128 and the inlet valve 124. Lead. At the time of the wave valley and when water is drained from the buoyancy chamber 122 or when the buoyancy block 114 contacts a stop 142 that prevents further downward movement of the buoyancy block 114, the maximum amount of liquid is in the piston chamber 122. Meet.

波が上昇を開始し、水が徐々に増加して浮力室112を満たすとき、浮力ブロック114は水に露出されかつ接触する。浮力ブロック114の浮力は、浮力室112内部で徐々に上昇する水に応答して浮力ブロック114を自然に持ち上げることになる。ピストン軸116によって推進されるピストン120に対する浮力ブロック114の固定性により、ピストン120は浮力ブロック114の持上がりに直接相関して徐々に上昇する。媒体が水である場合では、ピストン室122内部で上昇する非圧縮性の水は吐出口管路130中の管路圧に打ち勝つ。この時点で、水は、吐出口弁126および吐出口管路130を通過して、使用または貯蔵するために望ましい場所に給送される。状況に応じて液体および/または気体を大気中に消散できることが考えられる。   As the wave begins to rise and the water gradually increases to fill the buoyancy chamber 112, the buoyancy block 114 is exposed to and contacts the water. The buoyancy of the buoyancy block 114 will naturally lift the buoyancy block 114 in response to water that gradually rises inside the buoyancy chamber 112. Due to the fixing of the buoyancy block 114 to the piston 120 driven by the piston shaft 116, the piston 120 gradually rises in direct correlation with the lifting of the buoyancy block 114. In the case where the medium is water, the incompressible water rising inside the piston chamber 122 overcomes the line pressure in the discharge port line 130. At this point, water passes through outlet valve 126 and outlet line 130 and is delivered to the desired location for use or storage. It is conceivable that liquids and / or gases can be dissipated into the atmosphere depending on the situation.

波が浮力ポンプ装置100を通過しかつ離れるときに波がその最大高さに達すると、水は浮力室112から徐々に退出し始める。重力が浮力ブロック114を押し下げ、ピストン室122中でピストン120の下方移動と真空とをもたらす。この真空は、液体および/または気体をピストン室122中に引き込む役割を果たす。この過程は連続的な波ごとに反復され、それによって浮力ポンプ装置100を駆動して、液体および/または気体を連続的にかつ周期的にピストン室122中に引き込み、液体および/または気体をピストン室内部122から汲み出す。   As the wave reaches its maximum height as it passes through and away from the buoyancy pump device 100, the water begins to gradually exit the buoyancy chamber 112. Gravity pushes down the buoyancy block 114, causing downward movement of the piston 120 and vacuum in the piston chamber 122. This vacuum serves to draw liquid and / or gas into the piston chamber 122. This process is repeated for each successive wave, thereby driving the buoyancy pump device 100 to draw liquid and / or gas continuously and periodically into the piston chamber 122 and drawing liquid and / or gas into the piston. Pump out from the interior 122.

液体の実施例では、浮力の持上げ力の損失は、ピストン室122内部に存在する水/液体の重量による要因を考慮しなければならないことが理解されるべきである。しかし、気体の実施例では、液体に対して気体は相対的に軽量である特性のために、このような損失は事実上存在しない。このような液体の実施例における損失は、浮力ブロック114の調整可能な特性によって克服可能である。   In the liquid embodiment, it should be understood that the loss of lifting force of the buoyancy must take into account factors due to the weight of water / liquid present within the piston chamber 122. However, in the gas embodiment, such a loss is virtually non-existent due to the property that the gas is relatively light relative to the liquid. The loss in such liquid embodiments can be overcome by the adjustable characteristics of the buoyancy block 114.

浮力ポンプ装置100の動作は、それを使用すべき環境に左右される。例えば、浮力ポンプ装置100が所定の年周波平均を有する海洋に配置されるとき、浮力ポンプ装置100がその相対位置を波に対して維持するように、この浮力ポンプ装置は波に対して構造物に結合されるか、またはバラストによって位置決めされなければならない。このような構造物は、固定式もしくは実質的に固定式であるか、または堪航能力のある船舶、プラットホーム型配置、もしくは海洋底への浮力ポンプ装置100の直接的な結合を含み得る。このような連結は、特に、石油およびガス産業の分野では一般的であり、本発明の原理による新規の浮力ポンプ装置100と併用して使用可能であることが企図される。   The operation of the buoyancy pump device 100 depends on the environment in which it is used. For example, when the buoyancy pump device 100 is placed in the ocean having a predetermined annual frequency average, the buoyancy pump device 100 is structured against the waves so that the buoyancy pump device 100 maintains its relative position to the waves. Must be coupled to or positioned by ballast. Such structures can be fixed or substantially fixed, or can include a direct connection of the buoyancy pump device 100 to a marine vessel, platform type arrangement, or ocean floor. Such connections are particularly common in the oil and gas industry and are contemplated to be used in conjunction with the new buoyancy pump apparatus 100 according to the principles of the present invention.

ピストン軸を介してピストン・シリンダ内部でピストンを駆動するための浮力による持上げ力は、浮力ブロックの持上がり能力に直接相関する。理論的には、例えば、浮力ブロックの総排除量が100ポンドであれば、この総排除量(100ポンド)から浮力ブロック重量(10ポンド)、ピストン軸、連結装置、他の雑部品(5ポンド)、およびピストン重量(2.5ポンド)を差し引くと、82.5ポンドの持上がり能力が残る。浮力ポンプ装置100の実証試験は、この式に対して約96%の効率で動作する。   The lifting force due to buoyancy for driving the piston inside the piston / cylinder via the piston shaft directly correlates with the lifting ability of the buoyancy block. Theoretically, for example, if the total evacuation amount of the buoyancy block is 100 pounds, the total evacuation amount (100 pounds), buoyancy block weight (10 pounds), piston shaft, coupling device, other miscellaneous parts (5 pounds) ) And the piston weight (2.5 lbs) is subtracted, leaving a lifting capacity of 82.5 lbs. Demonstration tests of the buoyancy pump device 100 operate with an efficiency of about 96% for this formula.

浮力ポンプ装置100を使用して、その位置を海洋底に対して自己較正し、それによってこの装置が配置される波環境に対して概ね安定的な位置を維持できることが企図されている。例えば、バラスト・タンクを浮力ポンプ装置100に結合し、それに適切なバラストを充填することができる。浮力ポンプ装置100は気体または液体をバラスト・タンクの中に汲み上げ、それによって波環境に対して浮力ポンプ装置100の位置を調整することができる。このような構成は、浮力ポンプ装置100の吐出口管路130をバラスト・タンクに結合し、かつ所定の条件でバラスト・タンクに対する流入出を調整するための制御装置を設けることによって実現可能である。浮力ポンプ装置100の望ましい位置調整に応じて気体と液体の両方を使用することができる。   It is contemplated that the buoyancy pump device 100 can be used to self-calibrate its position relative to the ocean floor, thereby maintaining a generally stable position relative to the wave environment in which the device is located. For example, a ballast tank can be coupled to the buoyancy pump device 100 and filled with a suitable ballast. The buoyancy pump device 100 can pump gas or liquid into the ballast tank and thereby adjust the position of the buoyancy pump device 100 relative to the wave environment. Such a configuration can be realized by providing a control device for coupling the discharge port line 130 of the buoyancy pump device 100 to the ballast tank and adjusting inflow / outflow with respect to the ballast tank under predetermined conditions. . Both gas and liquid can be used depending on the desired position adjustment of the buoyancy pump device 100.

汲上げ媒体またはピストン120特性、浮力室112、および浮力ブロック114に対応するように、ピストン120の長さと幅(直径)の調整も企図されている。またピストン120は、浮力ブロック300(図3Aから3Cを参照)と同様に、ピストン120の高さまたは幅を調整するために、その上に入れ子式調整装置または同様の物を備えることも可能である。   Adjustments to the length and width (diameter) of piston 120 are also contemplated to accommodate pumping media or piston 120 characteristics, buoyancy chamber 112, and buoyancy block 114. The piston 120 can also be provided with a telescoping adjustment device or the like thereon to adjust the height or width of the piston 120, similar to the buoyancy block 300 (see FIGS. 3A-3C). is there.

例えば、浮力ポンプ装置100内部の流量および圧力設定がピストン・シリンダ108の内径と高さに相関する。ピストン・シリンダ108が大きければ大きいほど、またピストン・シリンダ108内部のピストン行程が長ければ長いほど、それだけ大量の、最小の圧力が存在する液体流または気体流が実現される。ピストン・シリンダ108が小さければ小さいほど、またピストン・シリンダ108内部のピストン行程が短ければ短いほど、最大の圧力が液体流または気体流に存在し、かつ最小量の液体流または気体流が実現される。   For example, the flow rate and pressure setting inside the buoyancy pump device 100 correlate with the inner diameter and height of the piston / cylinder 108. The larger the piston cylinder 108 and the longer the piston stroke inside the piston cylinder 108, the more liquid or gas flow with minimal pressure is realized. The smaller the piston / cylinder 108 and the shorter the piston stroke inside the piston / cylinder 108, the maximum pressure is present in the liquid or gas flow and the minimum amount of liquid or gas flow is achieved. The

摩擦による損失は、吸入口管路128および吐出口管路130、ならびに吸入口および吐出口弁124、126を含む他の材料の長さと大きさに相関するので、たとえ少しであっても発生し得ることが認識されている。   The loss due to friction is related to the length and size of other materials, including the inlet line 128 and outlet line 130, and inlet and outlet valves 124, 126, so even a little. It is recognized that you get.

浮力室112および浮力ブロック114のサイズも、浮力ポンプ装置の最大効率を与えるために調整可能である。このような調整は、例えば、人手による部品交換によって、各構成要素上に入れ子式部分を具備することによって自動的に、または制御システムを構成して望ましい構成要素の特性を調整することによって遠隔操作で実施可能である。このような様態で、浮力ポンプ装置100は、この浮力ポンプ装置100が大きな波、小さい波、より穏やかな特性を有する波を利用できるように、様々な特性を有する波に対して機能するように較正可能である。   The size of the buoyancy chamber 112 and the buoyancy block 114 can also be adjusted to provide maximum efficiency of the buoyancy pump device. Such adjustments can be performed remotely, for example, by manual replacement of parts, automatically by providing nested parts on each component, or by configuring a control system to adjust desired component characteristics. Can be implemented. In this manner, the buoyancy pump device 100 can function for waves having various characteristics so that the buoyancy pump apparatus 100 can utilize large waves, small waves, and waves having more gentle characteristics. It can be calibrated.

これらの波を利用するために、浮力ポンプ装置100は、必ずしも基部102に固定される必要はない。そうではなく、浮力ポンプ装置は、例えば、水域の底面への取付け、水域の底面に取り付けられた構造物への固定、剛性の浮遊式プラットホームへの固定、防潮壁への固定が可能であり、または安定的なプラットホームもしくはその均等物を提供する他の取付け場所でも可能である。   In order to use these waves, the buoyancy pump device 100 does not necessarily have to be fixed to the base 102. Instead, the buoyancy pump device, for example, can be attached to the bottom of the water area, fixed to a structure attached to the bottom of the water area, fixed to a rigid floating platform, fixed to a tide wall, Or any other mounting location that provides a stable platform or equivalent.

波またはうねり中のエネルギー量に相関する浮力ポンプ装置100のサイズおよび浮力ポンプ装置100の機能は、幾つかの要因によって決定可能である。例えば、これらの要因には、高い年周波、低い年周波、および平均的な年周波サイズ;高い年周潮、低い年周潮、および平均的な年周潮水準;波またはうねりの平均周期;波またはうねりの場所における液体の深さ;海岸から波またはうねりまでの距離;波またはうねりの場所直近の地形;ならびに浮力ポンプ装置100の構造が含まれる。浮力ポンプ装置100を格子様式で他の浮力ポンプ装置と組み合わせて使用し、これらのポンプによってより大量の気体または液体が汲上げ可能であることが企図される。   The size of the buoyancy pump device 100 and the function of the buoyancy pump device 100 as a function of the amount of energy in the wave or swell can be determined by several factors. For example, these factors include high annual frequency, low annual frequency, and average annual frequency size; high annual tide, low annual tide, and average annual tide level; average period of wave or swell; The depth of the liquid at the wave or swell location; the distance from the shore to the wave or swell; the topography in the immediate vicinity of the wave or swell location; and the structure of the buoyancy pump device 100. It is contemplated that the buoyancy pump device 100 may be used in combination with other buoyancy pump devices in a grid fashion and with these pumps a greater amount of gas or liquid can be pumped.

所与の波高および速度から生成される馬力を求めるために、落下および持上がり構成における波の馬力(位置エネルギー)と浮力ブロックの馬力とを計算した。次いで、このデータからピストンの汲上げ馬力を水および空気の汲上げ構造に関して計算した。これらの計算は典型的な試験構成にしたがって以下に説明される。
実施例A:低い波サイズ
1.波の馬力
図4Aから4Dをさらに詳細に参照すると、波の馬力(波HP)が、次のように2分の1波長(1/2W)の距離にわたって移動する波(W)に関して求められる。
In order to determine the horsepower generated from a given wave height and velocity, the wave horsepower (potential energy) and the horsepower of the buoyancy block in the falling and lifting configuration were calculated. From this data, the piston pumping horsepower was then calculated for the water and air pumping structures. These calculations are described below according to a typical test configuration.
Example A: Low wave size Wave Horsepower Referring to FIGS. 4A-4D in more detail, the wave horsepower (wave HP) is determined for a wave (W) traveling over a distance of one-half wavelength (1 / 2W L ) as follows: .

波HP=[(W)(D)/(HP)](W
上式で、
(波の体積)=(W)(W)(W)(ガロンの水/立方フィート)
=波の幅(1/2W)=17.5フィート
=波の深さ=17.5フィート
=波の高さ=5フィート
かつ
D=水の密度(8.33ポンド/ガロン)
かつ
HP=馬力単位(550)
かつ
=波の速度(1/2W/W
かつ
=1/2W移動するための波の時間(7.953秒)である。
Wave HP = [(W V ) (D) / (HP)] (W S )
Where
W V (wave volume) = (W W ) (W D ) (W H ) (gallon water / cubic foot)
W W = Wave width (1/2 W L ) = 17.5 feet W D = Wave depth = 17.5 feet W H = Wave height = 5 feet and D = Water density (8.33 lbs) /gallon)
And HP = horsepower unit (550)
And W S = wave velocity (1/2 W L / W T )
And W T = 1/2 W L Wave time (7.953 seconds) for moving.

例えば、波(W)の断面が円筒形状の浮力ブロック114’に完全に被さるように、波の深さ(W)が波の幅(W)に等しいと仮定する。上に示した例示的な数字に関して、計算は次のようになる。 For example, assume that the wave depth (W D ) is equal to the wave width (W W ) so that the cross section of the wave (W) is completely covered by the cylindrical buoyancy block 114 ′. For the exemplary numbers shown above, the calculation is as follows.

波HP=[(11,453ガロン)(8.33ポンド/ガロン)/(550)](2.2フィート/秒)=382
上式で、
=(1,531立方フィート)(7.481ガロン/立方フィート)=11,453ガロン、かつ
=(17.5フィート)/(7.953秒)=2.2フィート/秒である。
Wave HP = [(11,453 gallons) (8.33 lb / gallon) / (550)] (2.2 ft / sec) = 382
Where
W V = (1,531 cubic feet) (7.481 gallons / cubic foot) = 11,453 gallons and W S = (17.5 feet) / (7.953 seconds) = 2.2 feet / second is there.

2.浮力ブロックの落下HP
落下行程時(図4Aおよび4B)に波(W)が浮力室104を通過すると、浮力ブロック104は重力によって谷(T)の中に落下する。落下行程(BB)時に発生する浮力ブロックの馬力は、次式から求めることができる。
2. Drop HP of buoyancy block
When the wave (W) passes through the buoyancy chamber 104 during the fall stroke (FIGS. 4A and 4B), the buoyancy block 104 falls into the valley (T) by gravity. The horsepower of the buoyancy block generated during the falling stroke (BB D ) can be obtained from the following equation.

BB=[(BB)(D)(WR)/HP](DS)(TR
上式で、
BB(浮力ブロックの体積)=(VB+VC)(7.48ガロン/立方フィート)
VB=基部114’aの体積=πr
VC=錐体114’bの体積=(πh/12)(d +d+d
かつ
(BB)(D)=浮力ブロック114’の排除重量
上式でD=水の密度(8.33ボンド/ガロン)
かつ
WR=浮力ブロック114’材料に対する水の重量比
かつ
HP=馬力単位(550)
かつ
DS=落下行程速度=B/T
上式で、B=落下時の行程移動距離
=距離Bを移動するための時間
かつ
TR=時間の比率(すなわち、波の1周期の間に浮力ブロックが落下する時間の比率)
=50%(対称的な長い波を仮定)
波HPの計算に関して以上に記載した例示的なデータを続けると、BBに関する計算は次のようになる。
BB D = [(BB V ) (D) (WR) / HP] (DS S ) (TR D )
Where
BB V (volume of buoyancy block) = (VB + VC) (7.48 gallons / cubic foot)
VB = volume of base 114′a = πr 1 2 h 1
VC = pyramidal 114'b volume = (πh 2/12) ( d 1 2 + d 1 d 2 + d 2 2)
And (BB V ) (D) = excluded weight of buoyancy block 114 ′ where D = density of water (8.33 bonds / gallon)
And WR = weight ratio of water to buoyancy block 114 'material and HP = horsepower unit (550)
And DS S = falling stroke speed = B D / T D
In the above equation, B D = stroke travel distance when falling
T D = time to travel the distance B D and TR D = time ratio (ie, the ratio of time the buoyancy block falls during one wave period)
= 50% (assuming symmetrical long waves)
Continuing with the exemplary data set forth above in connection with the calculation of the wave HP, calculations on BB D is as follows.

BB=[(4,186ガロン)(8.333ポンド/ガロン)(0.10)/550](0.25フィート/秒)(0.5)
=0.79HP
(すなわち、浮力ブロックの落下行程から得られる馬力)
上式で、
BB=(BV+VC)(7.48ガロン/立方フィート)
=π +(πh/12)(d +d+d )(7.48ガロン/立方フィート)
かつ上式で、d=17.5フィート;r=8.75フィート
=3.5フィート
=1.5フィート
=2.0フィート
したがって、
BB=[π(8.75)(1.5)+(π(2.0/12)(17.5+(17.5)(3.5)+3.5)](7.48ガロン/立方フィート)
=(361立方フィート+199立方フィート)(7.48ガロン/立方フィート)
=(560立方フィート)(7.48ガロン/立方フィート)=4,186ガロン、
かつ
DS=(1.00フィート)/(3.976秒)=0.25フィート/秒
かつ
(BB)(D)=34,874ポンド(合計排除量)
かつ
(BB)(D)(WS)=3,487(利用可能重量)
2b.浮力ブロックの持上げ馬力
持上げ行程時(図4Bおよび4C)に波(W)が浮力室104を通過し続けると、浮力ブロック104は、波が頂(C)で最大に達するまでそれと一緒に上昇する。持上げ行程時に発生する浮力ブロックの持上げ馬力(BB)は、次式から求めることができる。
BB D = [(4,186 gallons) (8.333 lb / gallon) (0.10) / 550] (0.25 ft / sec) (0.5)
= 0.79 HP
(That is, the horsepower obtained from the falling process of the buoyancy block)
Where
BB V = (BV + VC) (7.48 gallons / cubic foot)
= Π 1 2 h 1 + ( πh 2/12) (d 1 2 + d 1 d 2 + d 2 2) (7.48 gal / ft)
And d 1 = 17.5 feet; r 1 = 8.75 feet
d 2 = 3.5 feet
h 1 = 1.5 feet
h 2 = 2.0 feet Therefore
BB V = [π (8.75) 2 (1.5) + (π (2.0 / 12) (17.5 2 + (17.5) (3.5) +3.5 2 )] (7 48 gallons / cubic foot)
= (361 cubic feet + 199 cubic feet) (7.48 gallons / cubic foot)
= (560 cubic feet) (7.48 gallons / cubic foot) = 4,186 gallons,
And DS S = (1.00 ft) / (3.976 s) = 0.25 ft / s and (BB V ) (D) = 34,874 pounds (total excluded)
And (BB V ) (D) (WS) = 3,487 (available weight)
2b. If during stroke lifting horsepower lift buoyancy block waves (Fig. 4B and 4C) (W) continues to pass through the buoyancy chamber 104, the buoyancy block 104 rises with it until it reaches a maximum at Namigaitadaki (C 2) To do. The lifting horsepower (BB L ) of the buoyancy block generated during the lifting stroke can be obtained from the following equation.

BB=[(BB)(D)(1−WR)/HP](LS)(TR
上式で、
LS=持上げ行程速度=B/T
=上昇時の行程移動距離=1フィート
=距離Bを移動するための時間=4.0秒
かつ
TR=時間の比率
(すなわち、波の1周期の間に浮力ブロックが上昇する時間の比率)
=50%(対称的な長い波を仮定)
(BB)(D)(1−WR)=持上げ行程時の利用可能重量(UW)=31,382ポンド
したがって、
BB=[(31,382ポンド)/550](1フィート/4.0秒)(0.5)=7.13HP
2c.合計入力馬力
したがって、浮力ブロックによって波から引き出された合計入力馬力量(BB)は次式になる。
BB L = [(BB V ) (D) (1-WR) / HP] (LS S ) (TR R )
Where
LS S = lifting stroke speed = B R / T R
B R = rise time of stroke movement distance = 1 ft T R = distance B R time to move = 4.0 sec and TR R = Time Ratio (i.e., the buoyancy block rises during a wave period Time ratio)
= 50% (assuming symmetrical long waves)
(BB V ) (D) (1-WR) = Available weight during lifting stroke (UW L ) = 31,382 pounds
BB L = [(31,382 pounds) / 550] (1 foot / 4.0 seconds) (0.5) = 7.13 HP
2c. Total Input Horsepower Therefore, the total input horsepower amount (BB T ) drawn from the wave by the buoyancy block is:

BB=BB+BB
上で説明した上記の例示的数字を使用すると、浮力ブロック114’に関する合計入力仕事率は次ぎのようになる。
BB T = BB D + BB L
Using the above exemplary numbers described above, the total input power for the buoyancy block 114 'is:

BB=0.79+7.13=7.92HP
3.ピストンの汲上げ能力
浮力ポンプ装置が次式にしたがって水を汲み上げるように構成されるとき、ピストンは、半(1/2)行程ごとに、立方フィート/分(CFM)単位の所与の率およびポンド/平方インチ(PSI)単位の所与の圧力で水を汲み上げる。
BB T = 0.79 + 7.13 = 7.92 HP
3. Piston pumping capacity When the buoyancy pump device is configured to pump water according to the following equation, the piston is given a given rate in cubic feet per minute (CFM) and every half (1/2) stroke and Pump water at a given pressure in pounds per square inch (PSI).

PF=ピストンの水流量=(S)(SPM)(BP効率
上式で、
=1/2行程当たりの体積=(π/2)(ピストン半径)(行程長さ)
=(π/2)(8.925インチ)(12インチ)/(1,728立方インチ/立方フィート)
=1.74立方フィート
かつ
SPM=毎分当たりの行程=7.54行程/分
かつ
BP効率=例示的な浮力ポンプ装置の実証試験効率=83%
したがって、
PF=(1.74立方フィート)(7.54行程/分)(.83)
=10.88CFM=0.181CFSである。
PF = Water flow rate of piston = (S V ) (SPM) (BP efficiency )
Where
S V = Volume per 1/2 stroke = (π / 2) (piston radius) 2 (stroke length)
= (Π / 2) (8.925 inches) 2 (12 inches) / (1,728 cubic inches / cubic foot)
= 1.74 cubic feet and SPM = strokes per minute = 7.54 strokes / minute and BP efficiency = demonstration test efficiency of exemplary buoyancy pump device = 83%
Therefore,
PF = (1.74 cubic feet) (7.54 stroke / min) (.83)
= 10.88 CFM = 0.181 CFS.

浮力ポンプ装置中の半(1/2)行程ごとのピストン水圧(PSI)(PP)は次式によって求められる。   The piston water pressure (PSI) (PP) for each half (1/2) stroke in the buoyancy pump device is obtained by the following equation.

PP={UW−[(S)(D)(7.48ガロンの水/立方フィート)]}/SA
上式で、
UW=1持上げ行程時の利用可能重量=31,386ポンド
=1.74立方フィート
D=水の密度(8.33ポンド/ガロン)
かつ
SA=ピストンの表面積(平方インチ)
=π(8.925インチ)=250平方インチ
したがって、上の例示的な数字では、例示的な浮力ポンプ装置に関するPSI/行程は、次のように計算される。
PP = {UW L - [( S V) (D) (7.48 gallons / cubic foot)]} / SA P
Where
UW L = 1 Usable weight during lifting stroke = 31,386 pounds S V = 1.74 cubic feet D = Water density (8.33 pounds / gallon)
And SA P = piston surface area (in 2)
= Π (8.925 inches) 2 = 250 square inches Thus, in the example numbers above, the PSI / stroke for the example buoyancy pump device is calculated as follows:

PP=[31,386ポンド−(1.74立方フィート)(8.33ポンド/ガロン)(7.48ガロン/立方フィート)]/250平方インチ
=(31,386ポンド−108ポンド)/250平方インチ
=125PSI/行程
浮力ポンプ装置が空気を汲み上げるように構成されるとき、同様の結果を実現するように空気の圧縮率を補正するためにピストンの表面積を増やす。ピストンの半径が12.6インチに増大すると、ピストンの表面積(SA)は498.76平方インチに増大する。また、ピストン上方の水の追加重量[(SV)(D)(7.48ガロン/平方フィート)=108ポンド]も除去され、よってピストンの空気圧(PP)を計算するとき、持上げ行程時の利用可能重量(UW)から減算されない。他の部材はすべて同じのままであり、ピストンの空気流量(PF)およびピストンの空気圧(PP)は次の値を有することになる。
PP = [31,386 pounds- (1.74 cubic feet) (8.33 pounds / gallon) (7.48 gallons / cubic foot)] / 250 square inches = (31,386 pounds-108 pounds) / 250 square Inch = 125 PSI / stroke When the buoyancy pump device is configured to pump air, the piston surface area is increased to compensate for the air compressibility to achieve a similar result. When the piston radius is increased 12.6 inches piston surface area (SA P) increases to 498.76 square inches. Also, the additional weight of water above the piston [(SV) (D) (7.48 gallons / square foot) = 108 pounds] is removed, so when calculating the piston air pressure (PP a ) Not subtracted from the available weight (UW L ). All other members remain the same, and the piston air flow rate (PF a ) and piston air pressure (PP a ) will have the following values:

PF=21.7CFM
PP=51.8PSI/行程
ピストンを水の汲上げに使用するのか、それとも空気の汲上げに使用するのかの間における違いは当業者には容易に理解可能であるので、残りの実施例は水の汲上げに焦点を絞る。
PF a = 21.7 CFM
The difference between whether PP a = 51.8 PSI / stroke piston is used to pump water or air is easily understood by those skilled in the art, so the remaining examples are Focus on pumping water.

4.利用可能な発電機の発生馬力
水を汲み上げる構成にある典型的な浮力ポンプ装置が、典型的な水力タービンに動力を供給する際に使用するための典型的な貯水槽に連結されるとき、次の経験式を使用して浮力ポンプ装置によって発生する仕事率を測定する。
4). Available generator power horsepower When a typical buoyancy pump device in a pumping configuration is connected to a typical water tank for use in powering a typical hydro turbine, the following: The power generated by the buoyancy pump device is measured using the empirical formula.

BP={(PP)(BP効率)(水頭)−[(損失)(水頭)(配管フィート/区間)]}[(PF)(T効率)(KW)/HP]
上式で、
BP効率=実証試験された浮力ポンプ効率=88%
水頭=PSIから水頭(フィート)への変換係数=2.310
損失=配管損失効率係数=0.068
配管フィート/区間=1本の配管が100フィートの長さを有し、かつ10本の配管=配管の1区間であり、
したがって
1マイルの配管=5.280区間の配管
効率=既存の水力タービンに基づく変換効率=90%
KW=フィート/秒からKWへの変換に関する変換係数=11.8
HP=KWからHPへの変換に関する変換係数=.746であり、
したがって、従来技術の計算と組み合わせて上の例示的な数字を使用すると、浮力ポンプ装置を利用する典型的な電力システムに関する出力BPは次のようになる。
BP = {(PP) (BP efficiency ) (head)-[(loss) (head) (piping feet / section)]} [(PF) (T efficiency ) (KW) / HP]
Where
BP efficiency = verified buoyancy pump efficiency = 88%
Head = PSI to head (feet) conversion factor = 2.310
Loss = Pipe loss efficiency factor = 0.068
Piping feet / section = one pipe has a length of 100 feet and 10 pipes = one section of piping;
Therefore, 1 mile piping = 5.280 piping T efficiency = Conversion efficiency based on existing hydro turbine = 90%
KW = conversion factor for conversion from feet / second to KW = 11.8
HP = conversion coefficient for conversion from KW to HP =. 746,
Thus, using the above exemplary numbers in combination with prior art calculations, the output BP for a typical power system utilizing a buoyancy pump device is:

BP={[(125)(.88)(2.310)]−[(0.068)(2.310)(10)(5.280)]}[(0.181)(0.9/11.8)/.746]
=.4558(利用可能な合計出力HP)
浮力ポンプ装置が空気を汲み上げるように構成されるとき、上記数字を使用すると典型的なシステムに関する出力仕事率(BP)は約2.72HPになろう。出力仕事率を生成するために水力タービンを使用するのではなく、例えば、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第5555728号に開示されたものを含めて、空気タービンが使用される場合もある。
BP = {[(125) (. 88) (2.310)]-[(0.068) (2.310) (10) (5.280)]} [(0.181) (0.9 / 11.8) /. 746]
=. 4558 (total output available HP)
Using the above numbers when the buoyancy pump device is configured to pump air, the output power (BP a ) for a typical system would be about 2.72 HP. Rather than using a hydro turbine to generate output power, an air turbine may be used, including, for example, those disclosed in US Pat. No. 5,555,728, which is incorporated herein by reference. .

5.入力HP対出力HP効率
したがって、入力HPから出力HPの変換効率は次式にしたがって求められる。
5. Input HP vs. Output HP Efficiency Accordingly, the conversion efficiency from the input HP to the output HP is obtained according to the following equation.

変換効率=BP/BB=4.558/7.92=57%
よって、経験的かつ理論的データを使用すると、本発明の原理による典型的な浮力ポンプ装置は、典型的な水力タービンと併用されるとき、通過する波から引き出された馬力(BB)が約57%の変換効率で出力BPに変換され、この出力が次ぎに動力源として使用可能であることが理解される。
実施例B:平均的な波サイズ
上の例示的な計算は、典型的な浮力ブロック114’の幾何学形状および高さ(h+h)に応じて固定直径(d)を有する浮力ブロック114’を使って行われた。波高(W)は、それぞれの場所ごとに年間を通じて異なる場所および異なる時間に関して変化することが理解されるべきである。したがって、上述の様々な波特徴に基づいてこの浮力ブロックを再構成または調整することが望ましい。高い効率を確保するために、浮力ブロック114’の高さおよび直径を調整することができる。例えば、浮力ブロック114’は、下で説明するより大きな波高(W)を有する波に適応するように、その基部104’a(h1)の高さおよび関連する直径を増大させるように設計または調整可能である。
Conversion efficiency = BP / BB T = 4.558 / 7.92 = 57%
Thus, using empirical and theoretical data, a typical buoyancy pump device according to the principles of the present invention, when used in conjunction with a typical hydro turbine, has a horsepower (BB T ) drawn from passing waves of about It is understood that the output is converted to an output BP with a conversion efficiency of 57%, and this output can then be used as a power source.
Example B: Average Wave Size The above exemplary calculation shows that the buoyancy block has a fixed diameter (d 1 ) depending on the geometry and height (h 1 + h 2 ) of a typical buoyancy block 114 ′ It was done using 114 '. It should be understood that the wave height (W H ) varies for different locations and at different times throughout the year for each location. It is therefore desirable to reconfigure or adjust this buoyancy block based on the various wave features described above. In order to ensure high efficiency, the height and diameter of the buoyancy block 114 'can be adjusted. For example, the buoyancy block 114 ′ is designed to increase the height and associated diameter of its base 104 ′ a (h 1) to accommodate waves having a greater wave height (W H ) as described below. It can be adjusted.

波高(W)が5.0フィートから9.016フィート(平均サイズの波)に増大するものと仮定すると、平均9フィートのより大きなうねりを有する水域において浮力ポンプ装置の全体的な性能を高めるために、浮力ブロック基部の高さ(h)が1.5フィートだけ増大する(図4D参照)、すなわち、浮力ブロックの「ワープ」。それに対応して、以下のようにピストンの行程長さが増大しかつ行程数が増加する。 Assuming that the wave height (W H ) increases from 5.0 feet to 9.016 feet (average size wave), enhances the overall performance of the buoyancy pump device in waters with larger undulations averaging 9 feet Thus, the height (h 1 ) of the buoyancy block base is increased by 1.5 feet (see FIG. 4D), ie “warping” the buoyancy block. Correspondingly, the stroke length of the piston increases and the number of strokes increases as follows.

行程=5.52
ピストン行程長さ=42.2インチ
したがって、
(容積/行程)=12.8立方フィート
他の要素はすべて同じままであると仮定し、かつ上式を適用すると、次表、すなわち、表1が作成される。
Stroke = 5.52
Piston stroke length = 42.2 inches
Assuming that S V (volume / stroke) = 12.8 cubic feet, all other factors remain the same, and applying the above equation, the following table is created:

Figure 0004704752

したがって、浮力ポンプの高さを1.5フィートだけ増大させると、浮力ブロックの持上げおよび落下の際に、より大きな馬力をもたらし、かつ全体的な効率が向上した例示的なシステムでは、より大きな出力馬力をもたらすことが分かる。基本的には、現場におけるより大きな波の利用可能性が、所与の箇所でより大きな流量(例えば、PF=27.98CFM)、したがってより多くの馬力出力(例えば、BP=20.32HP)を生成するより大きな浮力ブロックおよびピストンを有する浮力ポンプの波力源となる。
Figure 0004704752

Thus, increasing the height of the buoyancy pump by 1.5 feet results in greater horsepower when lifting and dropping the buoyancy block and higher output in an exemplary system with improved overall efficiency. It turns out to bring horsepower. Basically, the availability of a larger wave in the field will result in a higher flow rate (eg PF = 27.98 CFM) and therefore more horsepower output (eg BP = 20.32 HP) at a given location. It becomes the source of wave power for a buoyancy pump with a larger buoyancy block and piston to produce.

上で留意したように、浮力ブロック114’(図4D参照)の直径(d)も、現場におけるより大きな波に適応するように調整可能である。次表、すなわち、表2は、波の速度(W)が特定の波高(W)に関して変化しかつ波高が特定の速度に関して変化するとき、浮力ブロック径の変動が、得られる馬力(BB)に与える影響度を例示する。 As noted above, the diameter (d 1 ) of the buoyancy block 114 ′ (see FIG. 4D) can also be adjusted to accommodate larger waves in the field. The following table, i.e., Table 2, shows that when the wave velocity (W S ) changes with respect to a specific wave height (W H ) and the wave height changes with respect to a specific velocity, the buoyancy block diameter variation is obtained in horsepower (BB The degree of influence on T ) is illustrated.

Figure 0004704752

表2に関するデータは、表に示した波高を有し、かつ低い波に関して時速3マイルで移動し、また高い波に関して時速8マイルで移動する波に基づいて作成された。上で説明した数式を使って低波および高波設定に関する馬力を計算した。浮力ブロックの直径および幅は、上で示しかつ説明したように、様々な波高および波の速度に対して浮力ポンプの効率を最大化するために、より大きな波環境で機能するように調整された。
Figure 0004704752

The data for Table 2 was generated based on waves having the wave heights shown in the table and moving at 3 mph for low waves and moving at 8 mph for high waves. The horsepower for low and high wave settings was calculated using the formula described above. The diameter and width of the buoyancy block was adjusted to work in a larger wave environment to maximize the efficiency of the buoyancy pump for various wave heights and wave velocities, as shown and described above. .

波、うねり、または流れがより大きくかつより速くなればなるほど、それだけ浮力ポンプ装置によって引き出すための利用可能な位置エネルギーが大きくなる。同様に、浮力ブロックの高さまたは直径が大きくなればなるほど、それだけ水から引き出すための利用可能な位置エネルギーが大きくなる。波、うねり、または流れがより小さくかつより遅くなればなるほど、それだけ浮力ポンプ装置によって水から引き出すための利用可能な位置エネルギーが小さくなる。同様に、浮力ブロックが小さくなればなるほど、それだけ水から引き出すために利用可能な位置エネルギーが小さくなる。浮力ポンプ装置100からの利用可能な位置エネルギーを最大化するために、浮力ブロック114は、完全に水没するべきであり、したがって波またはうねりの円弧の幅または高さを超えるべきではない。   The larger and faster the wave, swell, or flow, the more potential energy is available for extraction by the buoyancy pump device. Similarly, the greater the height or diameter of the buoyancy block, the greater the potential energy available for withdrawal from the water. The smaller and slower the wave, swell, or flow, the less potential energy is available for withdrawal from the water by the buoyancy pump device. Similarly, the smaller the buoyancy block, the less potential energy available to draw from the water. In order to maximize the available potential energy from the buoyancy pump device 100, the buoyancy block 114 should be fully submerged and therefore should not exceed the width or height of the wave or undulation arc.

上の実施例のすべては、浮力ポンプ装置が効率的に動作するように、一定のサイズの波が特定の現場でかつ定常的に毎日利用可能であるものと仮定する。幸いにも、年間の日にちごとに、特定の場所における波高に関するデータが、参照により本明細書に組み込まれるウェブ・サイトhttp://www.ndbc.noaa.govを含めて、幾つかの情報源から入手可能である。次表(表3)は、ワシントン州グレーズハーバー(GRAYS HARBOR)から取得した2001年1月および2001年2月に関する波データを例示する。   All of the above examples assume that a certain size wave is available at a particular site and on a daily basis so that the buoyancy pump device operates efficiently. Fortunately, for each day of the year, data on the wave height at a particular location is available at the web site http: // www. ndbc. noaa. Available from several sources, including gov. The following table (Table 3) illustrates wave data for January 2001 and February 2001 obtained from GRAYS HARBOR.

Figure 0004704752

Figure 0004704752

表3では、これらの波高は、日ごとの平均を入手するために月別の日ごとにそれぞれ測定された。波周期は月全体に関して平均され、同じ波周期を月別のそれぞれの日に対して使用した。2001年1月に関して、5フィートの最低波高動作要件を有する例示的な浮力ポンプ装置であれば、合計動作日が31日であった。2001年2月に関しては、14日および25日には波の高さが5フィート未満であったので、例示的な浮力ポンプ装置では動作日が26日間に過ぎなかった。
Figure 0004704752

Figure 0004704752

In Table 3, these wave heights were each measured on a day by month basis to obtain a daily average. Wave periods were averaged over the entire month and the same wave period was used for each day of the month. For January 2001, for an exemplary buoyancy pump device having a minimum foot height operating requirement of 5 feet, the total operating day was 31 days. For February 2001, the wave height was less than 5 feet on the 14th and 25th, so the exemplary buoyancy pump device had only 26 operating days.

ここで表4を参照すると、1月および2月に関して、次いで1年間に関して平均波高データが示されている(2001年3月から12月までに関する残りのデータは上で参照したウェブ・サイトで入手可能である)。   Referring now to Table 4, average wave height data is shown for January and February and then for one year (the remaining data for March to December 2001 is available on the website referenced above) Is possible).

Figure 0004704752

Figure 0004704752

このように1月および2月の動作日に関する波高の平均が、それぞれ9.89フィートおよび7.60フィートであることが求められた。2001年1月および2月に関する年周動作波高は、57日間の動作期間にわたる平均が8.75フィートになった。暦年2001では、8.54フィートの平均動作波高を有する動作日数が236日であった。本明細書に開示された浮力ポンプ装置の使用者は、公に利用可能なデータを入手しかつ所与の浮力ポンプ装置構成に関して効果的な年周波高および動作日を求めることができる。
Figure 0004704752

Figure 0004704752

Thus, it was determined that the average wave heights for the January and February working days were 9.89 feet and 7.60 feet, respectively. Annual operating wave heights for January and February 2001 averaged 8.75 feet over a 57 day operating period. In calendar year 2001, there were 236 operating days with an average operating wave height of 8.54 feet. The user of the buoyancy pump device disclosed herein can obtain publicly available data and determine the effective annual frequency height and operating date for a given buoyancy pump device configuration.

浮力ポンプ装置100の構成要素は、海洋などの海水環境で機能するように適応する必要がある。したがって、浮力ポンプ装置100の構成要素は、抗酸化特性を有しなければならず、かつ/またはそうでない場合は耐食性でなければならない。環境の影響を最小限にするために、周囲環境に曝される恐れがあるピストン室122の吸入口126は、濾過して望ましくない成分を除去するために、その上にフィルタが配置可能である。浮力室112または浮力シリンダ104に進入する藻類などの海草または他の腐敗物質の場合では、海草は浮力ポンプ装置100の可動構成要素間で自然潤滑油の役割を果たす。例えば、藻類がシム140と浮力ブロック114の間に挟まれるようになると、この藻類はシム140と浮力ブロック114の間の摩擦を低減させ、それによって浮力ポンプ装置の効率を高める。   The components of the buoyancy pump device 100 need to be adapted to function in a seawater environment such as the ocean. Therefore, the components of the buoyancy pump device 100 must have antioxidant properties and / or must be corrosion resistant. In order to minimize the environmental impact, the inlet 126 of the piston chamber 122 that may be exposed to the surrounding environment can have a filter placed thereon for filtering to remove unwanted components. . In the case of seaweed or other septic material such as algae entering the buoyancy chamber 112 or buoyancy cylinder 104, the seagrass acts as a natural lubricant between the movable components of the buoyancy pump device 100. For example, as algae become sandwiched between the shim 140 and the buoyancy block 114, the algae reduces friction between the shim 140 and the buoyancy block 114, thereby increasing the efficiency of the buoyancy pump device.

ここで図5を参照すると、本発明の原理にしたがう浮力ポンプ装置500の立面側図が示されている。この浮力ポンプ装置500は、基部502と、この基部502に一端が連結され、かつ浮力シリンダ504と概ね同軸に位置合わせ浮力シリンダ・キャップ506によって他端が閉ざされた浮力シリンダ504とを具備する。浮力シリンダ504の他端は、開放されかつ環境に曝されている。浮力シリンダ504および浮力シリンダ・キャップ506は共同してそれらの内部に浮力室508を画定する。   Referring now to FIG. 5, an elevational view of a buoyancy pump device 500 in accordance with the principles of the present invention is shown. The buoyancy pump device 500 includes a base 502 and a buoyancy cylinder 504 having one end coupled to the base 502 and aligned substantially coaxially with the buoyancy cylinder 504 and closed at the other end by a buoyancy cylinder cap 506. The other end of the buoyancy cylinder 504 is open and exposed to the environment. The buoyancy cylinder 504 and the buoyancy cylinder cap 506 jointly define a buoyancy chamber 508 therein.

形状が概ね円筒形の浮力ブロック510が、浮力室508によって滑動自在に位置決めされ、その内部で軸移動する。本実施例における浮力ポンプ装置500は、図1の浮力ブロックと図1の浮力ブロックおよびピストンとを組み合わせて1つの均等の浮力ブロック510にすると、ピストンおよびピストン軸の必要性を排除することが理解されるべきである。   A buoyancy block 510 having a substantially cylindrical shape is slidably positioned by the buoyancy chamber 508 and moves axially therein. It is understood that the buoyancy pump device 500 in this embodiment eliminates the need for the piston and the piston shaft when the buoyancy block of FIG. 1 is combined with the buoyancy block and the piston of FIG. It should be.

吸入口弁512および吐出口弁514が、浮力シリンダ・キャップ506を貫通して浮力室508と連通し、気体または液体がそれを通って流れるのを可能にする。吸入口管路516および吐出口管路518が、吸入口弁512および吐出口弁514にそれぞれ連結され、気体または液体を他端からそれぞれ受け入れかつ排出するようになされている。   An inlet valve 512 and an outlet valve 514 communicate with the buoyancy chamber 508 through the buoyancy cylinder cap 506 and allow gas or liquid to flow therethrough. A suction port conduit 516 and a discharge port conduit 518 are connected to the suction port valve 512 and the discharge port valve 514, respectively, so as to receive and discharge gas or liquid from the other end, respectively.

基部502は、水域524の底面522に向かって延びる複数の脚520を有し得る。これらの脚520によって支持基部526が結合され、浮力ポンプ装置500を底面522に固定する。基部502は、浮力ポンプ装置500を環境に対して固定位置に維持するためにバラスト・タンク528に連結する。   Base 502 may have a plurality of legs 520 that extend toward bottom surface 522 of body of water 524. The support base 526 is coupled by these legs 520 to fix the buoyancy pump device 500 to the bottom surface 522. Base 502 couples to ballast tank 528 to maintain buoyancy pump device 500 in a fixed position relative to the environment.

浮力ポンプ装置500をさらに安定させる役割を果たすバラスト・キャップ530が、浮力シリンダ・キャップ506の軸方向上方に位置決めされる。このバラスト・キャップ530は、それを貫通して弁512、514および管路516、518が連通できるようになされている。貯蔵タンクではなく、この吐出口管路518が流れ管路532に連結可能であり、この流れ管路を通過する気体または液体を望ましい場所(図示せず)まで移動させる。   A ballast cap 530 that serves to further stabilize the buoyancy pump device 500 is positioned axially above the buoyancy cylinder cap 506. The ballast cap 530 passes through the ballast cap 530 so that the valves 512 and 514 and the pipe lines 516 and 518 can communicate with each other. Rather than a storage tank, this outlet line 518 can be connected to a flow line 532 to move gas or liquid passing through this flow line to a desired location (not shown).

浮力室508の内部に配置された浮力ブロック510は所定の浮力を有し、この浮力ブロック510は、浮力ポンプ装置500が中に位置決めされる水の流体力学と浮力ポンプ装置500自体の水圧または空気圧システム特徴とに一致する周期で移動するようになっている。浮力ブロック510の浮力は、上に説明した様態で調整可能である。止め534が浮力シリンダ504の下端の内側周辺部上に配置され、浮力ブロック510が浮力シリンダ504の外部に引き出されるのを防止する。浮力ブロック510には、浮力室508と水524の間の連通を防止するために浮力ブロック510の周辺部周りに封止体が形成されている。   The buoyancy block 510 arranged inside the buoyancy chamber 508 has a predetermined buoyancy, and this buoyancy block 510 is based on the hydrodynamics of water in which the buoyancy pump device 500 is positioned and the hydraulic pressure or air pressure of the buoyancy pump device 500 itself. It moves with a period that matches the system characteristics. The buoyancy of the buoyancy block 510 can be adjusted in the manner described above. A stop 534 is disposed on the inner periphery of the lower end of the buoyancy cylinder 504 to prevent the buoyancy block 510 from being pulled out of the buoyancy cylinder 504. In the buoyancy block 510, a sealing body is formed around the periphery of the buoyancy block 510 in order to prevent communication between the buoyancy chamber 508 and the water 524.

吸入口および吐出口弁512、514は、気体または液体がそれぞれ浮力室508に流入しかつそこから流出するのを許容する一方向流れ装置である。弁512、514は、望ましい圧力が浮力室508内部で実現できれば、異なる箇所に位置決め可能であることが理解されるべきである。   The inlet and outlet valves 512, 514 are one-way flow devices that allow gas or liquid to flow into and out of the buoyancy chamber 508, respectively. It should be understood that the valves 512, 514 can be positioned at different locations if the desired pressure can be achieved within the buoyancy chamber 508.

動作では、波が浮力ポンプ装置500を通過するとき、水が浮力シリンダ504中の開口を通って浮力ブロック510に接触し、水の流体力学と浮力ポンプ装置500の水圧または空気圧システム特徴とに一致する周期で浮力ブロック510を持ち上げる。浮力室508中の気体または液体が、吐出口弁514および吐出口管路518を介して流れ管路532の中へ追い出されるかまたは排出される。波が浮力ポンプ装置500を離れると、浮力ブロック510は、重力が働くので徐々に降下し、浮力室508内部に真空を生成する。したがって、気体または液体が、吸入口管路516および吸入口弁512を介して浮力室508の中に進入する。次の連続的な波が接近すると、浮力室508内部に引き込まれた気体または液体は、浮力ブロックが波に対して上昇するので、その位置に相関して吐出口弁512、吐出口管路518、および流れ管路532を介して再び追い出される。   In operation, when a wave passes through the buoyancy pump device 500, water contacts the buoyancy block 510 through an opening in the buoyancy cylinder 504, consistent with the hydrodynamics of the water and the hydraulic or pneumatic system characteristics of the buoyancy pump device 500. The buoyancy block 510 is lifted at a cycle of Gas or liquid in the buoyancy chamber 508 is expelled or discharged into the flow line 532 via the discharge valve 514 and the discharge line 518. When the wave leaves the buoyancy pump device 500, the buoyancy block 510 gradually descends due to gravity and generates a vacuum inside the buoyancy chamber 508. Accordingly, gas or liquid enters the buoyancy chamber 508 via the suction pipe 516 and the suction valve 512. When the next continuous wave approaches, the gas or liquid drawn into the buoyancy chamber 508 rises with respect to the wave in the buoyancy block, so that the outlet valve 512 and the outlet pipe line 518 are correlated with the position. And is expelled again via flow line 532.

ここで図6を参照すると、浮力ポンプ装置600のさらに別の実施形態の立面側図が示されている。この浮力ポンプ装置600は、基部602、この基部602に連結された浮力筐体604、この浮力筐体604に結合された浮力筐体キャップ606、および浮力筐体604の他端に結合された浮力筐体基部608を具備する。ピストン軸610および複数のピストン支持体612が、浮力筐体キャップ606から軸方向に下がりかつそれに連結される。ピストン614が、ピストン軸610およびピストン支持体612の他端に連結される。浮力筐体キャップ606に向かって延びる浮力ブロック壁618を有する浮力ブロック616が、ピストン614と浮力筐体基部608の間に位置決めされる。浮力ブロック616、浮力ブロック壁618、およびピストン614は、それらの内部にピストン室620を形成する。浮力ブロック壁618は、ピストン614と浮力筐体604の間を滑動自在に移動するようになっている。基部602は、水域626の底面624に向かって下がる複数の脚622を有する。基部支持体628が、これらの脚622に連結されかつ水626の底面624上に位置決めされる。基部支持体628には、浮力ポンプ装置600の位置を水626に対して一定の位置に維持するように適切なバラストが充填されている。   Referring now to FIG. 6, an elevational view of yet another embodiment of a buoyancy pump device 600 is shown. The buoyancy pump device 600 includes a base 602, a buoyancy housing 604 coupled to the base 602, a buoyancy housing cap 606 coupled to the buoyancy housing 604, and a buoyancy coupled to the other end of the buoyancy housing 604. A housing base 608 is provided. A piston shaft 610 and a plurality of piston supports 612 are axially lowered from and connected to the buoyancy housing cap 606. A piston 614 is connected to the other end of the piston shaft 610 and the piston support 612. A buoyancy block 616 having a buoyancy block wall 618 extending toward the buoyancy housing cap 606 is positioned between the piston 614 and the buoyancy housing base 608. Buoyancy block 616, buoyancy block wall 618, and piston 614 form a piston chamber 620 therein. The buoyancy block wall 618 is slidably moved between the piston 614 and the buoyancy housing 604. The base 602 has a plurality of legs 622 that descend toward the bottom surface 624 of the water area 626. A base support 628 is coupled to these legs 622 and positioned on the bottom surface 624 of the water 626. The base support 628 is filled with a suitable ballast so as to maintain the position of the buoyancy pump device 600 at a constant position relative to the water 626.

浮力筐体604は、浮力筐体キャップ606および浮力筐体基部608に結合されかつそれらの間に位置決めされた4本の垂直に延びる支柱630を備える。浮力ブロック616を浮力筐体604の内部に維持しかつその軸移動を制限するために、複数の止め632が、これらの支柱630の上部および下部にそれぞれ位置決めされる。水626に対して浮力ポンプ装置600を固定位置に維持するのを補助するために、浮力筐体604にはその最上部にバラスト・キャップ634が連結される。浮力筐体基部608は、その一方の表面が吐出口弁636に、かつその他方の表面が吐出口管路638に連結する。浮力筐体基部608は、吐出口弁636と吐出口管路638の間を連通させる。吐出口管路638は、浮力ブロック616が浮力筐体基部608に対して移動しても吐出口弁636と吐出口管路638の間の常時連通が維持されるように、本質的に入れ子式に伸縮して、浮力筐体基部608を貫通して滑動自在に受け入れられる。ピストン軸610およびピストン支持体612は、ピストン614を浮力筐体キャップ606に対して固定位置に維持するように、浮力筐体キャップ606およびピストン614に対して固定される。   Buoyancy housing 604 includes four vertically extending struts 630 coupled to and positioned between buoyancy housing cap 606 and buoyancy housing base 608. In order to maintain the buoyancy block 616 within the buoyancy housing 604 and limit its axial movement, a plurality of stops 632 are positioned at the upper and lower portions of these struts 630, respectively. A ballast cap 634 is coupled to the top of the buoyancy housing 604 to assist in maintaining the buoyancy pump device 600 in a fixed position relative to the water 626. One surface of the buoyancy housing base 608 is connected to the discharge port valve 636 and the other surface is connected to the discharge port line 638. The buoyancy housing base 608 communicates between the discharge port valve 636 and the discharge port line 638. The outlet line 638 is essentially nested so that constant communication between the outlet valve 636 and the outlet line 638 is maintained even when the buoyancy block 616 moves relative to the buoyancy housing base 608. And is slidably received through the buoyancy housing base 608. Piston shaft 610 and piston support 612 are fixed relative to buoyancy housing cap 606 and piston 614 so as to maintain piston 614 in a fixed position relative to buoyancy housing cap 606.

ピストン614は吸入口弁640に連結し、この吸入口弁640をピストン室620と連通できるようにする。吸入口弁640は、次ぎに吸入口管路642に連結され、ピストン室620および望ましい供給源に連通し得る。   The piston 614 is connected to the inlet valve 640 so that the inlet valve 640 can communicate with the piston chamber 620. Inlet valve 640 is then coupled to inlet line 642 and may be in communication with piston chamber 620 and the desired source.

浮力ブロック616および浮力ブロック壁618は、これらの浮力ブロック616および浮力ブロック壁618が浮力筐体604内部で軸移動できるように、浮力筐体604および浮力筐体支柱630に対して滑動自在である。ピストン614と浮力壁618の間の境界面は、ピストン室620が、ピストン614に対する浮力ブロック616の軸移動に対して固定圧力を下回るように封止され、それによってその内部をある一定の圧力に維持できることが好ましい。   The buoyancy block 616 and the buoyancy block wall 618 are slidable relative to the buoyancy housing 604 and the buoyancy housing column 630 so that the buoyancy block 616 and the buoyancy block wall 618 can move axially within the buoyancy housing 604. . The interface between the piston 614 and the buoyancy wall 618 is sealed such that the piston chamber 620 is below a fixed pressure relative to the axial movement of the buoyancy block 616 relative to the piston 614, thereby bringing its interior to a certain pressure. It is preferable that it can be maintained.

吸入口および吐出口弁640、636は、気体または液体がピストン室620に流入しかつそこから流出するのを許容する一方向流れ装置である。これらの弁640、636は、望ましい圧力がピストン室620内部で実現できれば、浮力筐体キャップ606および浮力筐体基部608上のそれぞれの異なる箇所に位置決め可能であることが理解されるべきである。   The inlet and outlet valves 640, 636 are one-way flow devices that allow gas or liquid to flow into and out of the piston chamber 620. It should be understood that these valves 640, 636 can be positioned at different locations on the buoyancy housing cap 606 and buoyancy housing base 608 if the desired pressure can be achieved within the piston chamber 620.

動作では、所定の特徴を有する波が接近して浮力ブロック616および浮力ブロック壁618に接触すると、浮力ブロック616および浮力ブロック壁618は、浮力ポンプ装置600が中に位置決めされる水の流体力学と浮力ポンプ装置600自体の水圧または空気圧システム特徴とに一致する周期に対して軸方向へ上向きに移動する。浮力ブロック616の浮力は、上に説明した様態で調整可能である。   In operation, when a wave having a predetermined characteristic approaches and contacts the buoyancy block 616 and the buoyancy block wall 618, the buoyancy block 616 and the buoyancy block wall 618 are in contact with the hydrodynamics of the water in which the buoyancy pump device 600 is positioned. The buoyancy pump device 600 moves axially upwards for a period consistent with the hydraulic or pneumatic system characteristics of the buoyancy pump device 600 itself. The buoyancy of the buoyancy block 616 can be adjusted in the manner described above.

ピストン室620内部の気体または液体が、吐出口弁636および吐出口管路638を介して追い出され、吐出口管路638に結合された流れ配管644を介して望ましい場所に輸送されるように、浮力ブロック616はピストン室620中の気体または液体を加圧する。波が浮力ポンプ装置600を離れると、重力によって浮力ブロック616および浮力ブロック壁618が下方に押され、それによってピストン室620内部に真空を生成する。次いで、気体または液体は、浮力ブロックが止めに接触するかまたは波の谷に達するまで、吸入口管路642および吸入口弁640を介してピストン室620の中に引き込まれる。次の波が周期的に浮力ポンプ装置600に接近するとき、この過程が反復される。   Gas or liquid inside piston chamber 620 is expelled through outlet valve 636 and outlet line 638 and transported to the desired location via flow line 644 coupled to outlet line 638. The buoyancy block 616 pressurizes the gas or liquid in the piston chamber 620. As the wave leaves the buoyancy pump device 600, gravity pushes the buoyancy block 616 and the buoyancy block wall 618 downward, thereby creating a vacuum within the piston chamber 620. The gas or liquid is then drawn into piston chamber 620 via inlet line 642 and inlet valve 640 until the buoyancy block contacts the stop or reaches a wave trough. This process is repeated as the next wave periodically approaches the buoyancy pump device 600.

ここで図7を参照すると、浮力ポンプ装置700のさらに別の実施形態の立面側図が示されている。この浮力ポンプ装置700は、基部702、浮力筐体704、この浮力筐体に連結された浮力筐体キャップ705、この浮力筐体キャップ705に連結されたピストン筐体706、浮力筐体704の他端に連結された浮力筐体基部708、ピストン筐体706に連結されたピストン筐体キャップ710、およびこのピストン筐体キャップ710の上方に位置決めされ、かつそれに結合されたバラスト・キャップ712を具備する。   Referring now to FIG. 7, an elevational view of yet another embodiment of a buoyancy pump device 700 is shown. The buoyancy pump device 700 includes a base 702, a buoyancy housing 704, a buoyancy housing cap 705 coupled to the buoyancy housing, a piston housing 706 coupled to the buoyancy housing cap 705, and a buoyancy housing 704. A buoyancy housing base 708 coupled to the end; a piston housing cap 710 coupled to the piston housing 706; and a ballast cap 712 positioned above and coupled to the piston housing cap 710. .

浮力ブロック714が、浮力筐体704内部に軸方向に配置される。ピストン軸716は、一端が浮力ブロック714の上表面に、かつ他端がピストン筐体706内部で軸方向に配置されたピストン718に連結する。ピストン室719が、ピストン718の上表面と、ピストン・キャップ710の下表面と、ピストン筐体706との間に形成される。   A buoyancy block 714 is disposed axially within the buoyancy housing 704. The piston shaft 716 has one end connected to the upper surface of the buoyancy block 714 and the other end connected to a piston 718 disposed in the axial direction inside the piston housing 706. A piston chamber 719 is formed between the upper surface of the piston 718, the lower surface of the piston cap 710, and the piston housing 706.

吸入口弁720および吐出口弁722が、ピストン筐体キャップ710を貫通してピストン室719に連結される。これらの吸入口弁720および吐出口弁722は、バラスト・キャップ712を貫通して吸入口管路724および吐出口管路726にそれぞれ連結する。   A suction port valve 720 and a discharge port valve 722 pass through the piston housing cap 710 and are connected to the piston chamber 719. The suction port valve 720 and the discharge port valve 722 pass through the ballast cap 712 and are connected to the suction port line 724 and the discharge port line 726, respectively.

基部702は、支持基部730に向かって延びる複数の脚728を有する。支持基部730は、水域734の底面732上に着座することが好ましい。   Base 702 has a plurality of legs 728 extending toward support base 730. The support base 730 is preferably seated on the bottom surface 732 of the water area 734.

浮力筐体704が、浮力筐体基部708に向かって延び、かつそれに連結された複数の浮力筐体脚736を有する。浮力筐体脚736は水734を通過させる。複数の浮力ブロック止め738が、浮力筐体脚736の内表面上の上部箇所および下部箇所に配置され、浮力筐体704内部における浮力ブロック714の軸移動を制限する。   Buoyancy housing 704 has a plurality of buoyancy housing legs 736 extending toward and coupled to buoyancy housing base 708. Buoyancy housing legs 736 allow water 734 to pass through. A plurality of buoyancy block stops 738 are disposed at upper and lower locations on the inner surface of the buoyancy housing leg 736 to limit axial movement of the buoyancy block 714 within the buoyancy housing 704.

浮力筐体基部708の上には、浮力ポンプ装置700の位置を水域734に対して維持するためにバラスト・タンク740が位置決めされる。さらに浮力筐体基部708は流れ管路742に連結され、この流れ管路742は浮力筐体基部708を貫通し得る。   Above the buoyancy housing base 708, a ballast tank 740 is positioned to maintain the position of the buoyancy pump device 700 relative to the water area 734. Further, the buoyancy housing base 708 is coupled to a flow line 742 that can penetrate the buoyancy housing base 708.

ピストン筐体706には、このピストン筐体706の下端および内側に複数のピストン止め744が配置され、ピストン筐体706中におけるピストン718の軸移動を制限する。さらにピストン筐体706は、このピストン筐体706内部でピストン718が滑動自在に軸移動できるようになっている。   The piston housing 706 is provided with a plurality of piston stops 744 at the lower end and inside of the piston housing 706 to limit axial movement of the piston 718 in the piston housing 706. Further, the piston housing 706 is configured such that the piston 718 can be slidably moved within the piston housing 706.

バラスト・キャップ712を使用して、このバラスト・キャップ712内部に所定のバラストまたは可変のバラストを有することによって浮力ポンプ装置700を水域734に対してさらに安定させることができる。   The ballast cap 712 can be used to further stabilize the buoyancy pump device 700 against the water body 734 by having a predetermined ballast or variable ballast within the ballast cap 712.

上に説明した様態で調整可能な浮力ブロック714は、浮力ポンプ装置700が中に位置決めされる水734の流体力学と浮力ポンプ装置700自体の水圧または空気圧システム特徴とに一致する周期によって限定されるように、浮力筐体704内部で滑動自在に軸移動するようになっている。   Adjustable buoyancy block 714 in the manner described above is limited by a period consistent with the hydrodynamics of water 734 in which buoyancy pump device 700 is positioned and the hydraulic or pneumatic system characteristics of buoyancy pump device 700 itself. As described above, the shaft is slidably moved inside the buoyancy housing 704.

ピストン軸716は、剛性であることが好ましく、ピストン718と浮力ブロック714の間の固定関係を維持する。ピストン718の下端は、浮力ブロック714に向かって位置決めされたピストン筐体706の開放端によって水に曝される。ピストン718は、ピストン室719からピストンの下側領域内への漏出または滲出しを防止する封止体(図示せず)がピストン718の周辺部周りに配置されることが好ましい。したがって、ピストン室は、このような様態で外部環境から隔離状態に維持され、その内部で気体または液体を圧力関係で汲み出すための効果的な場所となる。   The piston shaft 716 is preferably rigid and maintains a fixed relationship between the piston 718 and the buoyancy block 714. The lower end of the piston 718 is exposed to water by the open end of the piston housing 706 positioned toward the buoyancy block 714. The piston 718 is preferably provided with a seal (not shown) around the periphery of the piston 718 to prevent leakage or oozing from the piston chamber 719 into the lower region of the piston. Therefore, the piston chamber is maintained in an isolated state from the external environment in this manner, and becomes an effective place for pumping gas or liquid in a pressure relationship therein.

吸入口および吐出口弁720、722は、気体または液体がピストン室719に流入しかつそこから流出するのを許容する一方向流れ装置である。これらの弁720、722は、望ましい圧力がピストン室719内部で実現できれば、浮力筐体キャップ710上の異なる箇所に位置決め可能であることが理解されるべきである。   The inlet and outlet valves 720, 722 are one-way flow devices that allow gas or liquid to flow into and out of the piston chamber 719. It should be understood that these valves 720, 722 can be positioned at different locations on the buoyancy housing cap 710 if the desired pressure can be achieved within the piston chamber 719.

吸入口管路724は、望ましい気体または液体の中に連結されるようになされ、したがって浮力ポンプ装置700によって汲み出すべき気体または液体の望ましい供給源となる。吐出口管路726は流れ管路742に結合され、それは次ぎに流れを望ましい場所に誘導する。   The inlet line 724 is adapted to be coupled into the desired gas or liquid, and thus provides a desirable source of gas or liquid to be pumped by the buoyancy pump device 700. Outlet line 726 is coupled to flow line 742 which in turn directs the flow to the desired location.

動作では、波が浮力装置700に接近すると、所定の浮力を有する浮力ブロック714は波に対して徐々に上昇する。ピストン718は、浮力ブロック714に直接相関して移動し、それによって吐出口弁722、吐出口管路726、および流れ管路742を介して気体または液体をピストン室719から追い出す。波が浮力ポンプ装置700を離れると、浮力ブロック714は、重力の働きで波に対して降下する。浮力ブロック714の降下と直接相関して移動するピストン718も同様に降下し、それによってピストン室719内部に真空を生成する。気体または液体は、吸入口管路724および吸入口弁720を介してピストン室719の中に引き込まれ、それによってピストン室719を充満する。この周期は、水の流体力学と浮力ポンプ装置700自体の水圧または空気圧システム特徴とに一致する周期と相関して反復し続ける。   In operation, when a wave approaches the buoyancy device 700, a buoyancy block 714 having a predetermined buoyancy is gradually raised with respect to the wave. Piston 718 moves in direct correlation with buoyancy block 714, thereby expelling gas or liquid from piston chamber 719 via outlet valve 722, outlet line 726, and flow line 742. As the wave leaves the buoyancy pump device 700, the buoyancy block 714 descends against the wave by the action of gravity. The piston 718 moving in direct correlation with the descent of the buoyancy block 714 is similarly lowered, thereby creating a vacuum within the piston chamber 719. Gas or liquid is drawn into the piston chamber 719 via the inlet line 724 and the inlet valve 720, thereby filling the piston chamber 719. This period continues to repeat in correlation with a period consistent with the hydrodynamics of the water and the hydraulic or pneumatic system characteristics of the buoyancy pump device 700 itself.

ここで図8を参照すると、本発明の原理による典型的な浮力ポンプ装置800の別法による実施形態の立面側図が示されている。この浮力ポンプ装置800は、基部802、この基部802に連結された筐体804、この筐体804に連結された筐体キャップ806、および筐体804の他端に連結された筐体基部808を具備する。ピストン筐体810が筐体804の下部分の中に軸方向に配置される。このピストン筐体810は、ピストン筐体キャップ812およびピストン筐体基部814を具備する。ピストン筐体バラスト部分816が、ピストン筐体810の下部分に連結されている。   Referring now to FIG. 8, there is shown an elevational view of an alternative embodiment of an exemplary buoyancy pump device 800 according to the principles of the present invention. The buoyancy pump device 800 includes a base 802, a housing 804 coupled to the base 802, a housing cap 806 coupled to the housing 804, and a housing base 808 coupled to the other end of the housing 804. It has. A piston housing 810 is disposed axially in the lower portion of the housing 804. The piston housing 810 includes a piston housing cap 812 and a piston housing base 814. A piston housing ballast portion 816 is coupled to the lower portion of the piston housing 810.

所定の浮力を有する浮力ブロック818は、筐体804内部に配置される。ピストン軸820が浮力ブロック818の下端に連結され、かつそこから軸方向に延びる。ピストン822がピストン軸820の他端に連結される。このピストン822は、ピストン筐体810内部で軸移動するようになされている。ピストン室824は、ピストン822の下表面、ピストン筐体基部814、およびピストン筐体810によって形成される。   A buoyancy block 818 having a predetermined buoyancy is disposed inside the housing 804. A piston shaft 820 is connected to the lower end of the buoyancy block 818 and extends axially therefrom. A piston 822 is connected to the other end of the piston shaft 820. This piston 822 is adapted to move axially within the piston housing 810. Piston chamber 824 is formed by a lower surface of piston 822, piston housing base 814, and piston housing 810.

吸入口弁826が、ピストン筐体基部814を貫通して連結され、ピストン室824と連通している。同様に、吐出口弁828がピストン筐体基部814に連結され、ピストン室824と連通している。吸入口管路830および吐出口管路832が、吸入口弁826および吐出口弁828のそれぞれの他端に連結される。   An inlet valve 826 is connected through the piston housing base 814 and communicates with the piston chamber 824. Similarly, a discharge port valve 828 is connected to the piston housing base 814 and communicates with the piston chamber 824. The suction port conduit 830 and the discharge port conduit 832 are connected to the other ends of the suction port valve 826 and the discharge port valve 828, respectively.

基部802は、支持基部836に達しかつそれに連結する支持脚834を具備する。支持基部836は、水域840の底面838に対接して静止するようになっている。バラスト・タンク842が支持基部836の上表面に連結され、バラストを収容および/または放出し、それによって浮力ポンプ装置800の位置を水域840に対して維持するようになっている。   Base 802 includes support legs 834 that reach and connect to support base 836. The support base 836 comes into contact with the bottom surface 838 of the water area 840 and is stationary. A ballast tank 842 is coupled to the upper surface of the support base 836 to receive and / or discharge the ballast, thereby maintaining the position of the buoyancy pump device 800 relative to the water body 840.

筐体804は、一端が筐体基部808に連結され、かつ他端が筐体キャップ806に連結された複数の筐体脚844を備える。これらの筐体脚844の間を水が自由に流れ得る。   The housing 804 includes a plurality of housing legs 844 having one end connected to the housing base 808 and the other end connected to the housing cap 806. Water can flow freely between the housing legs 844.

流れタンク846が吸入口管路830および吐出口管路832に連結され、かつ筐体基部808の表面上に位置決めされる。この流れタンク846は、さらに供給管路848および流れ管路850に連結される。流れタンク846は、ピストン室824に対する流出入流量を制御し、流れ管路850を介してピストン室824からの吐出口流を望ましい場所に誘導することができる。   A flow tank 846 is connected to the inlet line 830 and the outlet line 832 and is positioned on the surface of the housing base 808. This flow tank 846 is further connected to a supply line 848 and a flow line 850. The flow tank 846 can control the flow rate of flow into and out of the piston chamber 824 and guide the outlet flow from the piston chamber 824 to the desired location via the flow line 850.

浮力ブロック818の浮力は、上に説明した様態で調整可能である。浮力ブロック818は、浮力ポンプ装置800が中に位置決めされる水840の流体力学と浮力ポンプ装置800自体の水圧または空気圧システム特徴とに一致する周期で、筐体804内部で滑動自在に軸移動するようになされている。   The buoyancy of the buoyancy block 818 can be adjusted in the manner described above. The buoyancy block 818 is slidably axially moved within the housing 804 with a period consistent with the hydrodynamics of the water 840 in which the buoyancy pump device 800 is positioned and the hydraulic or pneumatic system characteristics of the buoyancy pump device 800 itself. It is made like that.

ピストン軸820は、浮力ブロック818がピストン822の移動に対応するように、浮力ブロック818およびピストン822を固定関係に維持する。   The piston shaft 820 maintains the buoyancy block 818 and the piston 822 in a fixed relationship such that the buoyancy block 818 accommodates the movement of the piston 822.

筐体804には、その内部における浮力ブロック818の軸移動を制限するように、筐体脚844の内側に複数の浮力ブロック止め852が位置決めされる。同様に、ピストン筐体810は、その内部におけるピストン822の軸移動を制限するようにした複数のピストン止め853をピストン筐体810の内表面上に有する。   A plurality of buoyancy block stops 852 are positioned on the inside of the housing leg 844 so as to limit the axial movement of the buoyancy block 818 in the housing 804. Similarly, the piston housing 810 has a plurality of piston stops 853 on the inner surface of the piston housing 810 so as to limit the axial movement of the piston 822 therein.

吸入口弁826および吐出口弁828は、気体または液体がそれぞれピストン室834に流入しかつそこから流出するのを許容する一方向流れ装置である。これらの弁826、828は、望ましい圧力がピストン室824内部に実現できれば、ピストン筐体基部814上の異なる箇所に位置決め可能であることが理解されるべきである。   The inlet valve 826 and the outlet valve 828 are one-way flow devices that allow gas or liquid to flow into and out of the piston chamber 834, respectively. It should be understood that these valves 826, 828 can be positioned at different locations on the piston housing base 814 if the desired pressure can be achieved within the piston chamber 824.

動作では、所定の特徴を有する波が浮力装置800に接近すると、浮力ブロック818およびピストン822は徐々に上昇する。真空がピストン室824内部に生成され、それによって、供給管路848に連結された供給源が吸入口管路830および吸入口弁826を介してピストン室824の中に引き込まれるのに応じて、気体または液体を引き込む。波が浮力ポンプ装置800を離れると、重力が浮力ピストンを軸方向に押し下げ、それによってピストン室824内部の気体または液体を圧縮し、かつ吐出口弁828、吐出口管路832、流れタンク846、および流れ管路850を介してピストン室824内部の気体または液体を排出するかまたは追い出す。   In operation, as a wave having predetermined characteristics approaches the buoyancy device 800, the buoyancy block 818 and the piston 822 gradually rise. In response to a vacuum being generated within the piston chamber 824, whereby a source connected to the supply line 848 is drawn into the piston chamber 824 via the inlet line 830 and the inlet valve 826, Withdraw gas or liquid. When the waves leave the buoyancy pump device 800, gravity pushes the buoyancy piston axially, thereby compressing the gas or liquid inside the piston chamber 824, and the discharge valve 828, discharge line 832, flow tank 846, And the gas or liquid inside piston chamber 824 is discharged or expelled via flow line 850.

ここで図9を参照すると、典型的な浮力ポンプ装置900の別法による1つの実施形態における立面側図が示されている。この浮力ポンプ装置900は、基部902、この基部902に結合された筐体904、筐体キャップ906、および筐体基部908を具備する。筐体バラスト部分909が、筐体キャップ906の軸方向上方に配置される。   Referring now to FIG. 9, an elevational view of one alternative embodiment of a typical buoyancy pump device 900 is shown. The buoyancy pump device 900 includes a base 902, a housing 904 coupled to the base 902, a housing cap 906, and a housing base 908. A housing ballast portion 909 is disposed above the housing cap 906 in the axial direction.

金属化されたピストン910が、筐体904内部に配置されかつ筐体904内部を軸移動するようになっている。所定の浮力を有する複数の磁化された浮力ブロック912が、筐体904の外部にかつピストン910の端部に隣接して位置決めされる。磁化された浮力ブロック912の移動が筐体904内部の金属化されたピストン910の移動に呼応するように、これらの磁化された浮力ブロック912は、金属化されたピストン910に近接して位置決めされる。金属化されたピストン910に対する磁化された浮力ブロック912の移動を案内するために、案内軌道911が筐体904上に設けられる。ピストン室913a,913bがピストン910の両側に画定される。ピストン室913a、913b間の流体または液体の流れを防止するために、非金属封止体915が、金属化されたピストン910と筐体904の間の金属化されたピストン910の外表面上に配置かつ結合される。   A metalized piston 910 is disposed inside the housing 904 and moves axially within the housing 904. A plurality of magnetized buoyancy blocks 912 having a predetermined buoyancy are positioned outside the housing 904 and adjacent to the end of the piston 910. These magnetized buoyancy blocks 912 are positioned proximate to the metallized piston 910 so that the movement of the magnetized buoyancy block 912 corresponds to the movement of the metalized piston 910 inside the housing 904. The A guide track 911 is provided on the housing 904 to guide the movement of the magnetized buoyancy block 912 relative to the metalized piston 910. Piston chambers 913 a and 913 b are defined on both sides of the piston 910. To prevent fluid or liquid flow between the piston chambers 913a, 913b, a non-metallic seal 915 is placed on the outer surface of the metalized piston 910 between the metalized piston 910 and the housing 904. Arranged and combined.

第1の吸入口弁914および第1の吐出口弁916が筐体キャップ906を貫通してピストン室913aと連結される。第1の吸入口弁914および第1吐出口弁916は、筐体バラスト部分909を貫通して第1の吸入口管路918および第1の吐出口管路920にそれぞれ連結される。   The first inlet valve 914 and the first outlet valve 916 pass through the housing cap 906 and are connected to the piston chamber 913a. The first inlet valve 914 and the first outlet valve 916 pass through the housing ballast portion 909 and are connected to the first inlet port line 918 and the first outlet port line 920, respectively.

第2の吸入口弁922および第2の吐出口弁924の一端が、筐体基部908を貫通してピストン室913bと連結される。第2の吸入口弁922および第2の吐出口弁924の他端がそれぞれ、第2の吸入口管路926および第2吐出口管路928に連結される。   One end of the second inlet valve 922 and the second outlet valve 924 passes through the housing base 908 and is connected to the piston chamber 913b. The other ends of the second inlet valve 922 and the second outlet valve 924 are connected to the second inlet line 926 and the second outlet line 928, respectively.

基部902は、一端が筐体904にかつ他端が支持基部932に結合された複数の支持脚930を具備する。この支持基部932は、浮力ポンプ装置900が配置される水域936の底面934に対接して静止するようになっている。   The base 902 includes a plurality of support legs 930 having one end coupled to the housing 904 and the other end coupled to the support base 932. The support base 932 comes into contact with the bottom surface 934 of the water area 936 where the buoyancy pump device 900 is disposed and is stationary.

筐体904は外表面上に複数の止め938を具備し、それらは磁化された浮力ブロック912の軸移動を制限するようになっている。吐出口管路920、928は、流れ管路940に連結され、その中の流れを望ましい場所に送出する。   The housing 904 includes a plurality of stops 938 on the outer surface that limit axial movement of the magnetized buoyancy block 912. The outlet lines 920, 928 are connected to the flow line 940 and deliver the flow therein to the desired location.

磁化された浮力ブロック912は、浮力ポンプ装置900が中に位置決めされる水の流体力学と浮力ポンプ装置900自体の水圧または空気圧システム特徴とに一致する周期で移動する。磁化された浮力ブロック912の浮力は、この磁化されたブロック912を所定の流体または固体によって充満することによって、またはこの磁化された浮力ブロック912から所定の流体または固体を追い出すことによって調整可能である。   The magnetized buoyancy block 912 moves with a period consistent with the hydrodynamics of the water in which the buoyancy pump device 900 is positioned and the hydraulic or pneumatic system characteristics of the buoyancy pump device 900 itself. The buoyancy of the magnetized buoyancy block 912 can be adjusted by filling the magnetized block 912 with a predetermined fluid or solid or by expelling a predetermined fluid or solid from the magnetized buoyancy block 912. .

吸入口弁914、922および吐出口弁916、924は、気体または液体がピストン室913a、913bの中へ流入しかつそこから流出するのを許容する一方向流れ装置である。例えば、第1の吸入口弁914はピストン室913aへの流入を許容し、第1の吐出口弁916はピストン室913aからの流出を許容する。第2の吸入口弁922および第2の吐出口弁924は、ピストン室913bへの流入およびそこからの流出を許容する。第1の吸入口弁914および第1の吐出口弁916は筐体キャップ906上の異なる箇所に位置決め可能であることが理解されるべきである。同様に、第2吸入口弁922および第2の吐出口弁924は、ピストン室913a、913b内部で望ましい圧力が実現できれば、筐体基部908上の異なる箇所に位置決め可能である。   The inlet valves 914 and 922 and the outlet valves 916 and 924 are one-way flow devices that allow gas or liquid to flow into and out of the piston chambers 913a and 913b. For example, the first inlet valve 914 allows inflow into the piston chamber 913a, and the first outlet valve 916 allows outflow from the piston chamber 913a. The second suction port valve 922 and the second discharge port valve 924 allow inflow into and out of the piston chamber 913b. It should be understood that the first inlet valve 914 and the first outlet valve 916 can be positioned at different locations on the housing cap 906. Similarly, the second inlet valve 922 and the second outlet valve 924 can be positioned at different locations on the housing base 908 if a desired pressure can be achieved inside the piston chambers 913a, 913b.

動作では、水域946からの波が浮力ポンプ装置900を離れると、磁化された浮力ブロック912は重力により徐々に降下し、それによって金属化されたピストン910を磁気的に降下させてピストン室913a内部に真空を生成する。同時に、磁化された浮力ブロック912および金属化されたピストン910が落下すると、チャンバ913b内部の気体または液体を圧縮する。その内部の気体または液体は、第2の吐出口弁924および第2吐出口管路928を介して流れ管路940の中に排出または追い出される。ピストン室913aでは、真空が第1の吸入口管路918から第1の吸入口弁914を介してピストン室913aの中に気体または液体を引き込む。   In operation, when a wave from the water area 946 leaves the buoyancy pump device 900, the magnetized buoyancy block 912 gradually descends due to gravity, thereby causing the metalized piston 910 to magnetically descend, thereby causing the interior of the piston chamber 913a. Generate a vacuum. At the same time, when the magnetized buoyancy block 912 and the metallized piston 910 fall, the gas or liquid inside the chamber 913b is compressed. The gas or liquid therein is discharged or expelled into the flow line 940 via the second discharge valve 924 and the second discharge line 928. In the piston chamber 913a, a vacuum draws gas or liquid from the first inlet port 918 into the piston chamber 913a via the first inlet valve 914.

次の波が接近すると、磁化された浮力ブロック912および金属化されたピストン910は、通過する水936に対して磁気的な相互関係で徐々に上昇し、それによってピストン室913a内部の気体または液体を加圧しかつ第1の吐出口弁916および第1の吐出口管路920を介して気体または液体を流れ管路940の中に追い出す。ピストン室913bは真空になり、それによって第2吸入口管路926、第2吸入口弁922を介して気体または液体をピストン室913bの中に引き込む。この過程は、それぞれの連続的な波によって周期的に反復される。   As the next wave approaches, the magnetized buoyancy block 912 and the metallized piston 910 rise gradually in magnetic interrelationship with the passing water 936, thereby causing a gas or liquid inside the piston chamber 913a. And expel gas or liquid into the flow line 940 via the first outlet valve 916 and the first outlet line 920. The piston chamber 913b is evacuated, thereby drawing gas or liquid into the piston chamber 913b via the second inlet port line 926 and the second inlet valve 922. This process is repeated periodically with each successive wave.

吐出口弁916、924中のいずれかの圧力が金属化されたピストン910の移動を阻害するようなことがあれば、磁化された浮力ブロック912が、金属化されたピストン910から分離して波に対して移動し、次の波の周期で金属化したピストン910と再び係合する。   If any pressure in the outlet valves 916, 924 impedes movement of the metallized piston 910, the magnetized buoyancy block 912 separates from the metallized piston 910 and waves. And re-engage with the metallized piston 910 in the next wave period.

ここで図10を参照すると、本発明の原理による典型的な浮力ポンプ装置1000のさらに別の実施形態が示されている。浮力ポンプ装置1000は、基部1002、この基部1002に連結された筐体1004、この筐体1004に連結された筐体キャップ1006、および筐体基部1008を具備する。ピストン・シリンダ1010が筐体1004内部に配置され、ピストン・キャップ1012と、ピストン・シリンダ1010に連結されかつピストン・シリンダ・キャップ1012の上方に配置されたピストン・シリンダ・バラスト部分1014とを具備する。ピストン1016が、ピストン・シリンダ1010内部で軸移動するようになっている。浮力ブロック1018がピストン・シリンダ1010上方で筐体1004によって軸方向に位置決めされ、かつ筐体1004内部で軸移動するようになっている。複数のピストン軸1020がピストン1016の下表面から延びて、浮力ブロック1018の横表面に連結される。   Referring now to FIG. 10, yet another embodiment of an exemplary buoyancy pump device 1000 according to the principles of the present invention is shown. The buoyancy pump device 1000 includes a base 1002, a casing 1004 connected to the base 1002, a casing cap 1006 connected to the casing 1004, and a casing base 1008. A piston / cylinder 1010 is disposed within the housing 1004 and includes a piston cap 1012 and a piston / cylinder / ballast portion 1014 coupled to the piston / cylinder 1010 and disposed above the piston / cylinder cap 1012. . A piston 1016 moves axially within the piston / cylinder 1010. The buoyancy block 1018 is positioned in the axial direction by the casing 1004 above the piston / cylinder 1010 and moves axially within the casing 1004. A plurality of piston shafts 1020 extend from the lower surface of the piston 1016 and are connected to the lateral surface of the buoyancy block 1018.

吸入口弁1022および吐出口弁1024がピストン・シリンダ・キャップ1012を貫通して、ピストン・シリンダ・キャップ1012、ピストン・シリンダ1010、およびピストン1016の上表面によって形成されたピストン室1026に連結される。吸入口管路1028および吐出管路1030が、吸入口弁1022および吐出口弁1024にそれぞれ連結される。吸入口管路1028および吐出口管路1030は、ピストン・シリンダ・バラスト部分1014を貫通する。   An inlet valve 1022 and an outlet valve 1024 pass through the piston / cylinder cap 1012 and are coupled to a piston chamber 1026 formed by the upper surface of the piston / cylinder cap 1012, piston / cylinder 1010, and piston 1016. . Suction port line 1028 and discharge line 1030 are connected to suction port valve 1022 and discharge port valve 1024, respectively. The inlet port 1028 and the outlet port 1030 pass through the piston / cylinder / ballast portion 1014.

基部1002は、一端が筐体1004の下部分にかつ他端が支持基部1034に連結された支持脚1032を具備する。支持基部1034は、水域1038の底面1036に対接して静止するようになされている。バラスト・タンク1040が、支持基部1034の上部分に連結され、浮力ポンプ装置1000を水域1038に対して固定位置に維持する。   The base 1002 includes a support leg 1032 having one end connected to the lower portion of the housing 1004 and the other end connected to the support base 1034. The support base 1034 is configured to come into contact with the bottom surface 1036 of the water area 1038 so as to be stationary. A ballast tank 1040 is coupled to the upper portion of the support base 1034 to maintain the buoyancy pump device 1000 in a fixed position relative to the water body 1038.

筐体1004は複数の脚1042を具備し、これらの脚の間を水1038が通過できるようになっている。筐体脚1042は筐体基部1008に連結する。筐体1004は、その内部における浮力ブロック1018の軸移動を制限するために、筐体脚1042の内表面上に形成した複数の止め1045をさらに具備する。   The housing 1004 includes a plurality of legs 1042 so that water 1038 can pass between these legs. The housing leg 1042 is connected to the housing base 1008. The housing 1004 further includes a plurality of stops 1045 formed on the inner surface of the housing legs 1042 to limit axial movement of the buoyancy block 1018 therein.

筐体基部1008に連結した流れタンク1046が吐出口管路に連結される。この流れタンク1046は、吐出口管路1030から受け取った流れを誘導し、かつその流れを吐出口管路1040から流れ管路1048に供給するようになっている。   A flow tank 1046 connected to the housing base 1008 is connected to the outlet conduit. The flow tank 1046 guides the flow received from the discharge port line 1030 and supplies the flow from the discharge port line 1040 to the flow line 1048.

ピストン・シリンダ1010は、水がピストン1016の底表面に接触できるように、ピストン・シリンダ・キャップ1012と対向する端部が開放されている。ピストン室1026と水域1038の間の連通を防止するために、封止体(図示せず)がピストン1016の周辺部に設けられる。   The end of the piston / cylinder 1010 facing the piston / cylinder cap 1012 is opened so that water can contact the bottom surface of the piston 1016. In order to prevent communication between the piston chamber 1026 and the water area 1038, a sealing body (not shown) is provided around the piston 1016.

上に説明した様態で調整可能なピストン1016は、ピストン・シリンダ1010内部で滑動自在に軸移動可能である。ピストン1016および浮力ブロック1018はピストン軸1020によって連結されているので、浮力ブロック1018の移動はピストン1016の直接移動に呼応する。   Adjustable piston 1016 in the manner described above is slidably axially movable within piston cylinder 1010. Since the piston 1016 and the buoyancy block 1018 are connected by the piston shaft 1020, the movement of the buoyancy block 1018 corresponds to the direct movement of the piston 1016.

浮力ブロック1018は、浮力ポンプ装置1000が配置される水の流体力学に一致する周期で浮力ブロック1018が移動するように所定の浮力を有する。浮力ブロック1018の浮力は、水およびシステムの特徴および流体力学に応じて、上に説明した様態で調整可能である。   The buoyancy block 1018 has a predetermined buoyancy so that the buoyancy block 1018 moves at a cycle that matches the hydrodynamics of the water in which the buoyancy pump device 1000 is disposed. The buoyancy of the buoyancy block 1018 can be adjusted in the manner described above depending on the characteristics of the water and system and the hydrodynamics.

吸入口および吐出口弁1022、1024は、気体または液体がそれぞれピストン室1026の中へ流入しかつそこから流出するのを許容する一方向流れ装置である。これらの弁1022、1024は、ピストン室1026内部で望ましい圧力が実現できれば、ピストン・シリンダ・キャップ1012上の異なる箇所に位置決め可能であることが理解されるべきである。   The inlet and outlet valves 1022, 1024 are one-way flow devices that allow gas or liquid to flow into and out of the piston chamber 1026, respectively. It should be understood that these valves 1022, 1024 can be positioned at different locations on the piston-cylinder cap 1012 if the desired pressure within the piston chamber 1026 can be achieved.

動作では、浮力ポンプ装置1000が、海洋、湖沼、河川、または波を生じる他の環境などの水域中に最初に配置された後、吐出口管路1030、弁1024、およびピストン室1026中の初期圧力はゼロ圧力状態から始まる。認識された特性を有する波が浮力ポンプ装置1000に到達する。波からの水が浮力ブロック1018を徐々に上昇させ、それによって浮力ブロック1018とピストン1016の両方を持ち上げる。ピストン室1026の中に導入された気体または液体は、ピストン室1026中の圧力が吐出口管路1030中の管路圧力に打ち勝つまで圧力を受け始める。この時点で、気体または液体は、吐出口弁1024および吐出口管路1030を通過して流れ、流れ管路1048を介して利用または貯蔵するための望ましい場所に移送される。   In operation, the buoyancy pump device 1000 is initially placed in a body of water, such as the ocean, lake, river, or other environment that produces waves, and then the initial in outlet conduit 1030, valve 1024, and piston chamber 1026. The pressure starts from a zero pressure condition. A wave having the recognized characteristics reaches the buoyancy pump device 1000. Water from the waves gradually raises the buoyancy block 1018, thereby lifting both the buoyancy block 1018 and the piston 1016. The gas or liquid introduced into the piston chamber 1026 begins to receive pressure until the pressure in the piston chamber 1026 overcomes the line pressure in the outlet line 1030. At this point, the gas or liquid flows through outlet valve 1024 and outlet line 1030 and is transferred via flow line 1048 to the desired location for utilization or storage.

波が浮力ポンプ装置1000を離れると、重力が浮力ブロック1018を押し下げ、それによってピストン1016が呼応してピストン・シリンダ1010内部で下向きに軸移動することになる。ピストン室1026内部に真空が生成され、それによって吸入口管路1028、吸入口弁1022を介して気体または液体をピストン室1026の中に引き込む。この周期は、それぞれの連続的な波によって周期的に反復される。   As the waves leave the buoyancy pump device 1000, gravity pushes down the buoyancy block 1018, which causes the piston 1016 to respond and axially move downward within the piston cylinder 1010. A vacuum is generated inside the piston chamber 1026, thereby drawing gas or liquid into the piston chamber 1026 via the inlet line 1028 and the inlet valve 1022. This period is repeated periodically with each successive wave.

ここで図11を参照すると、典型的な水産養殖リング1100に結合された、図1の浮力ポンプ装置100の典型的な側面図が示されている。この構成では、水産養殖リング1100は、同心円状に浮力ポンプ装置100の周りに配置され、かつそれに連結した複数のバラスト・タンク1110を具備する。バラスト・タンク1110は、複数の支え線1120によって隣接するバラスト・タンク1110にさらに連結される。複数のバラスト・タンク1110は、浮力ポンプ装置100が中に位置決めされる水域1130から接近してくる波に対して浮力ポンプ装置100を安定させるために、長さおよび幅が異なり得る。   Referring now to FIG. 11, an exemplary side view of the buoyancy pump device 100 of FIG. 1 coupled to an exemplary aquaculture ring 1100 is shown. In this configuration, the aquaculture ring 1100 includes a plurality of ballast tanks 1110 concentrically arranged around the buoyancy pump device 100 and coupled thereto. The ballast tank 1110 is further connected to the adjacent ballast tank 1110 by a plurality of support lines 1120. The plurality of ballast tanks 1110 may be different in length and width to stabilize the buoyancy pump device 100 against waves approaching from a water area 1130 in which the buoyancy pump device 100 is positioned.

浮力ポンプ装置は、この浮力ポンプ装置の移動性を可能にするモジュール構造であり得る。移動式浮力ポンプ装置は、一箇所で組み立てられ、解体され、さらに別の箇所で組立て可能である。このような浮力ポンプ装置の移動性は、一箇所に恒久的に建造された水流式タービンなど、移動式ではない他の水力発電システムと区別される特色であり得る。しかも、移動式浮力ポンプ装置の一群または現場は、様々な土地または水上の応用例(変動する電力需要の影響下にある)に電力を供給するために移転可能である。例えば、1基または複数の浮力ポンプ装置の一群を水上の場所に配置して、新たな領域に未知の期間配備され、爾後に異なる領域に再配備される軍事基地を支援することができる。一群の浮力ポンプ装置は、これらの浮力ポンプ装置の仕様に適合する波による十分な波エネルギー源を有する所であれば実質的に任意の場所に配備可能である。   The buoyancy pump device may be a modular structure that allows for mobility of the buoyancy pump device. The mobile buoyancy pump device can be assembled and disassembled at one location and assembled at another location. The mobility of such a buoyancy pump device can be a distinguishing feature from other non-mobile hydropower generation systems, such as a water-flow turbine that is permanently built in one place. Moreover, a group or site of mobile buoyancy pump devices can be relocated to supply power to various land or water applications (under the influence of fluctuating power demand). For example, a group of one or more buoyancy pump devices can be placed at a location on the water to support a military base that is deployed in a new area for an unknown period of time and then redeployed in a different area. A group of buoyancy pump devices can be deployed at virtually any location that has sufficient wave energy sources by waves that meet the specifications of these buoyancy pump devices.

図12Aは、図12Bに示され、浮力ポンプ装置の浮力シリンダ104(図1参照)と実質的に同様に機能するように、幾つかの浮力室リング1200から形成された典型的な構造を構築するために構造的構成要素として使用可能な典型的な浮力室リング1200を示す。浮力室リング1200を利用する浮力ポンプ装置は構造がモジュール式である。この浮力室リング1200は、外リング1202および内リング1204を備える。外リング1202および内リング1204は、同心円状であり、かつスペーサ対1206aから120d(一括して1206)を形成する幾つものスペーサによって結合可能である。これらのスペーサ対1206は、平行に構成され、かつxおよびy軸回りに対称的に位置決めされ得る。スペーサの対1206は、外リング1202および内リング1204を構造的に支持する。スペーサの他の構造的かつ/または幾何学構成を利用して外リング1202および内リング1204を構造的に支持することも可能である。例えば、外リング1202と内リング1204の間にスペーサのトラス構成を利用することも可能である。 FIG. 12A shows a typical structure formed from several buoyancy chamber rings 1200 to function substantially similar to the buoyancy cylinder 104 (see FIG. 1) of the buoyancy pump device shown in FIG. 12B. A typical buoyancy chamber ring 1200 is shown that can be used as a structural component to do so. The buoyancy pump device using the buoyancy chamber ring 1200 has a modular structure. The buoyancy chamber ring 1200 includes an outer ring 1202 and an inner ring 1204. Outer ring 1202 and the inner ring 1204 is concentric, and can be joined by a number of spacers to form a spacer pair 1206a from 120 6 d (collectively 1206). These spacer pairs 1206 can be configured in parallel and positioned symmetrically about the x and y axes. Spacer pair 1206 structurally supports outer ring 1202 and inner ring 1204. It is also possible to structurally support the outer ring 1202 and the inner ring 1204 using other structural and / or geometrical configurations of the spacer. For example, a truss configuration of spacers between the outer ring 1202 and the inner ring 1204 can be utilized.

案内リング・シリンダ1210が、これらのスペーサ対1206間の中央に配置され、かつ外リング1202および内リング1204のそれぞれに結合可能である。これらの案内リング・シリンダ1210を利用して浮力室リング1200を杭材1216(図12Bと一緒に下で論じる)上で位置決めしかつ支持することができる。浮力室リング1200のそれぞれの構成要素は、鋼鉄および/またはガラス繊維またはプラスチックなどの海洋または他の環境中に存在する環境条件に耐性のある材料から構成可能である。   A guide ring cylinder 1210 is centrally located between these spacer pairs 1206 and can be coupled to each of the outer ring 1202 and the inner ring 1204. These guide ring cylinders 1210 can be utilized to position and support the buoyancy chamber ring 1200 on the pile 1216 (discussed below in conjunction with FIG. 12B). Each component of the buoyancy chamber ring 1200 can be constructed from a material that is resistant to environmental conditions present in the ocean or other environment, such as steel and / or glass fiber or plastic.

図12Bは、図12Aに示した浮力室リング1200を利用する典型的な浮力ポンプ装置1212のための浮力室104(同じく図1参照)の断面に沿って取った上面斜視図である。浮力室104は、水域の底面上に位置しかつそこから垂直に延在する基部(図示せず)の中に取付け可能な8本の材または支材1216に沿って軸方向に複数の浮力室リング1200と係合することによって形成される。水域の深さに応じて、材1216のそれぞれは、多セグメントから構成可能である。図示のように、材1216は、浮力室リング1200の周りに径方向に位置決めされた案内リング・シリンダ1210を貫通し得る。 12B is a top perspective view taken along a cross section of a buoyancy chamber 104 (also see FIG. 1) for an exemplary buoyancy pump device 1212 utilizing the buoyancy chamber ring 1200 shown in FIG. 12A. The buoyancy chamber 104 has a plurality of buoyancy in the axial direction along eight piles or struts 1216 that can be mounted in a base (not shown) located on the bottom of the body of water and extending vertically therefrom. Formed by engaging the chamber ring 1200. Depending on the depth of the water area, each of the pile members 1216 can be composed of multiple segments. As shown, the pile material 1216 may pass through a guide ring cylinder 1210 positioned radially about the buoyancy chamber ring 1200.

浮力ポンプ装置1212の基部から垂直に延びる管状シム1218が、スペーサ対1206のスペーサのそれぞれと位置合わせされて内リング1204に結合可能である。管状シム1218は、浮力ブロック1220(一部を示す)のための案内として利用される。浮力ブロック1220は、浮力リング1222を含み得るかまたはそれに結合可能である。浮力リング1222は管状シム1218と係合するかまたはそれによって案内され、浮力ブロック1220が浮力室104内部を上下移動するとき、このブロックの位置合わせを維持する。モジュール設計であるので、浮力ポンプ装置1212は移設目的用に構築かつ分解可能である。   Tubular shims 1218 extending vertically from the base of the buoyancy pump device 1212 can be coupled to the inner ring 1204 in alignment with each of the spacers of the spacer pair 1206. Tubular shim 1218 is utilized as a guide for buoyancy block 1220 (partially shown). Buoyancy block 1220 may include or be coupled to a buoyancy ring 1222. The buoyancy ring 1222 engages or is guided by the tubular shim 1218 and maintains the alignment of the buoyancy block 1220 as it moves up and down within the buoyancy chamber 104. Due to the modular design, the buoyancy pump device 1212 can be constructed and disassembled for relocation purposes.

図12Cは、浮力室104のためのキャップとして構成された浮力室リング1200’の別の実施形態である。浮力室リング1200’は、ピストン室1224を位置決めするようにさらに構成可能である。位置決めスペーサ1226は、実質的にスペーサ対1206と位置合わせされて外リング1202および内リング1204の中心点周りに矩形領域1228を形成する。矩形案内ブロック1230が、この矩形領域1228中に位置決めされかつ位置決めスペーサ1226に結合可能である。この矩形案内ブロック1230は、ピストン室1224を中に挿通し、かつ連結部材(図示せず)によってピストン室1214を中に保持するようにサイズ決めされた開口1232を含むことができる。この開口1232は、浮力室リング1200’によって支持されかつ位置合わせされている構造的構成要素(例えば、ピストン室1224)の形状およびサイズに応じて別様に形状およびサイズ決め可能であることが理解されるべきである。   FIG. 12C is another embodiment of a buoyancy chamber ring 1200 ′ configured as a cap for the buoyancy chamber 104. The buoyancy chamber ring 1200 ′ can be further configured to position the piston chamber 1224. The positioning spacer 1226 is substantially aligned with the spacer pair 1206 to form a rectangular region 1228 around the center point of the outer ring 1202 and the inner ring 1204. A rectangular guide block 1230 is positioned in this rectangular area 1228 and can be coupled to the positioning spacer 1226. The rectangular guide block 1230 can include an opening 1232 sized to pass through the piston chamber 1224 and retain the piston chamber 1214 therein by a coupling member (not shown). It is understood that this opening 1232 can be shaped and sized differently depending on the shape and size of the structural component (eg, piston chamber 1224) supported and aligned by the buoyancy chamber ring 1200 ′. It should be.

図13は、波データに基づいて浮力ブロックのサイズを動的に決定しかつ/または調整するためのシステム1300の図面であり、このようなシステムは、計算システム1304の表示画面1303上に表示された典型的な浮力ブロック1302の模式図画像1301を表示する。この計算システム1304は、ソフトウェア1308を実行するために動作可能な処理装置1306を含む。ソフトウェア1308を使用し、浮力ブロック1302を使用する浮力ポンプ装置を位置決めすべき水域中の場所に関する波の履歴データに基づいて、浮力ブロック1302の寸法および/またはモデル動作を計算する。ソフトウェア1308は、例えば、表計算ソフトウェア中に含まれているコードまたは式の行から構成可能である。ソフトウェア1308は、波の履歴データならびに出力の機械的仕様およびシステム動作データに関する入力パラメータを有するアルゴリズムを含む。   FIG. 13 is a drawing of a system 1300 for dynamically determining and / or adjusting the size of a buoyancy block based on wave data, such a system being displayed on a display screen 1303 of a computing system 1304. A typical image 1301 of the typical buoyancy block 1302 is displayed. The computing system 1304 includes a processing device 1306 operable to execute software 1308. Software 1308 is used to calculate the dimensions and / or model behavior of the buoyancy block 1302 based on the historical wave data for the location in the body of water where the buoyancy pump device using the buoyancy block 1302 should be positioned. The software 1308 can comprise, for example, code or formula lines included in the spreadsheet software. The software 1308 includes algorithms with input parameters relating to wave history data and output mechanical specifications and system operating data.

計算システム1304は、処理装置1306に結合された記憶装置1310をさらに含む。この記憶装置を使用してプログラム1308を格納し、かつそれによって作成されたデータを格納することができる。入力/出力(I/O)装置1312が処理装置1306に結合され、それを使用して計算システム1304の内部にまたはそれから外部へデータを送受信する。格納ユニット1314は、処理装置1306と接続しており、データベース1316を格納するように動作可能である。このデータベース1316は、波の履歴データと配備用の1基または複数の浮力ポンプ装置の構成に関する他のデータとを格納することができる。1つの実施形態では、データベース1316は浮力ブロック1302に関連するデータを含むデータ・ファイルである。   The computing system 1304 further includes a storage device 1310 coupled to the processing device 1306. This storage device can be used to store the program 1308 and the data created thereby. An input / output (I / O) device 1312 is coupled to the processing unit 1306 and uses it to send and receive data to and from the computing system 1304. Storage unit 1314 is connected to processing device 1306 and is operable to store database 1316. This database 1316 can store wave history data and other data relating to the configuration of one or more buoyancy pump devices for deployment. In one embodiment, database 1316 is a data file that contains data related to buoyancy block 1302.

計算システム1304は、通信路3120を経由してネットワーク1318と接続している。1つの実施形態では、このネットワーク1318はインターネットである。別法として、ネットワーク1318は衛星通信システムでもよい。波の履歴データ・サーバ1322は、当業で理解されている世界中の水域の様々な場所からブイによって回収された波データを含むデータベース1324または他のデータ・ファイルを保持する。波データ・サーバ1322は、計算システム1304がデータベース1324中に格納された波データにアクセスまたはそれを検索できるように、通信路1326を経由してネットワーク1318に接続している。計算システム1304によって波データ・サーバ1322にアクセスされかつそれから回収される波データは、人手によって、半自動的に、または自動的にデータベース1316の中に含まれ、浮力ブロック1302の寸法および/またはモデル動作を作成するためにソフトウェア1308によって利用可能である。   The computing system 1304 is connected to the network 1318 via the communication path 3120. In one embodiment, this network 1318 is the Internet. Alternatively, network 1318 may be a satellite communication system. The wave history data server 1322 maintains a database 1324 or other data file containing wave data collected by buoys from various locations in waters around the world as understood in the art. The wave data server 1322 is connected to the network 1318 via the communication path 1326 so that the computing system 1304 can access or retrieve the wave data stored in the database 1324. Wave data that is accessed by and retrieved from the wave data server 1322 by the computing system 1304 is manually, semi-automatically, or automatically included in the database 1316 to determine the size and / or model behavior of the buoyancy block 1302. Is available by software 1308 to create

浮力ブロック1302の画像1301は、浮力ブロック1302を設計するために、入力パラメータを受け取りかつ/または計算結果を表示フィールド中に表示するように様々なデータ・フィールドをさらに含み得る。浮力ブロック1302の設計者は、これらの入力パラメータを使用し、ある一定期間の特定的なまたは典型的な波動履歴に関連する情報を入力する。別法として、これらの入力パラメータは、波データ・サーバ1322上のまたはどこか余所の、格納ユニット1314中に格納されたデータ・ファイルから読み出し、かつ画像1301上に表示可能である。   The image 1301 of the buoyancy block 1302 may further include various data fields to receive input parameters and / or display the calculation results in a display field to design the buoyancy block 1302. The designer of the buoyancy block 1302 uses these input parameters to enter information related to a specific or typical wave history over a period of time. Alternatively, these input parameters can be read from a data file stored in storage unit 1314 on wave data server 1322 or elsewhere and displayed on image 1301.

浮力ブロック1302を設計する際には、設置場所および設置期間を考慮に入れるべきである。例えば、浮力ポンプ装置が、3カ月間などの期間、特定の場所に設置されることになれば、設計者は、浮力ブロック1302を設計する際に、これらの特定月間の、この特定の場所における低、最高、および平均波動履歴を入力することができる。浮力ポンプがさらに恒久的な期間設置されることになれば、浮力ブロック1302の寸法を決定するために、5年間など、より長い期間にわたって低、最高、および平均波動履歴を入力することができる。   When designing the buoyancy block 1302, the location and duration of installation should be taken into account. For example, if a buoyancy pump device is to be installed at a particular location for a period of time, such as three months, the designer may design the buoyancy block 1302 at these particular locations during those particular months. Low, maximum and average wave history can be entered. If the buoyancy pump is to be installed for a more permanent period, the low, maximum, and average wave histories can be entered over a longer period, such as five years, to determine the dimensions of the buoyancy block 1302.

画像1301は、浮力ポンプ装置の設計者を補助するために、表、格子、図表画像、または他の視覚表示を含めて、入力および出力フィールドを含み得る。浮力ポンプ装置の設計段階時に、設計者は、実施例AおよびB、表1から4、および図3Aから3Fおよび4Dに関して論じたような設計過程を実施することができる。設計過程の実行に際して、実施例A(低い波サイズ)、実施例B(平均的な波サイズ)、および表1が、様々な構成要素(例えば、浮力ブロック)寸法およびシステム・パラメータ(例えば、馬力)を計算する上で波の履歴データを利用するための実施例を提供する。浮力ブロック体積(BB)、錐体の体積(VC)、基部の体積(VB)、および他の寸法などの寸法を波の履歴データの関数として計算可能である。浮力ブロック径を波高(W)の関数として記述する表2を使用して寸法とシステム・パラメータの両方を決定することができる。画像1301上に示された結果は、例えば、図3Aから3Fおよび4Dで示した要素および寸法と一緒に図表的に表示可能である。浮力ポンプ装置の要素のより簡単なまたは詳細な図表表示を計算しかつ画像1301上に表示できることが理解されるべきである。表3(年周波平均)および月別平均波情報を示す表4は、場所および配備期間に基づいて浮力ポンプ装置のための構成要素を設計する際に計算システム1300に入力可能である。 The image 1301 may include input and output fields, including tables, grids, chart images, or other visual displays to assist the designer of the buoyancy pump device. During the design phase of the buoyancy pump device, the designer can perform the design process as discussed with respect to Examples A and B, Tables 1 to 4, and FIGS. 3A to 3F and 4D. In performing the design process, Example A (low wave size), Example B (average wave size), and Table 1 show various component (eg, buoyancy block) dimensions and system parameters (eg, horsepower). ) Provides an example for utilizing wave history data in computing. Dimensions such as buoyancy block volume (BB V ), cone volume (VC), base volume (VB), and other dimensions can be calculated as a function of the wave history data. Table 2 describing buoyancy block diameter as a function of wave height (W H ) can be used to determine both dimensions and system parameters. The results shown on the image 1301 can be displayed graphically, for example, with the elements and dimensions shown in FIGS. 3A-3F and 4D. It should be understood that a simpler or detailed graphical representation of elements of the buoyancy pump device can be calculated and displayed on the image 1301. Table 3 (annual frequency average) and Table 4 showing monthly average wave information can be entered into the computing system 1300 when designing components for a buoyancy pump device based on location and deployment period.

図13を続けると、表示フィールドは、計算システム1304が実行するソフトウェア1308によって作成された演算結果を示すために使用される。表示フィールド中に表示された結果は、基部の高さ(h)(図4D参照)、基部の直径(d)、錐体の高さ(h)、および他の寸法を含めて、浮力ブロック1301のための様々な機械的仕様を含み得る。さらには、ピストン寸法など、浮力ポンプ装置構成要素の他の寸法が計算可能である。表示フィールドはまた、利用可能な行程長さおよび持上げ移動時間、持上げ圧力(波パラメータ(例えば、高さおよび長さ)の関数として浮力ブロック1301によって生じる上向きの圧力の量)など、動作仕様に影響するパラメータも含むことができる。 Continuing with FIG. 13, the display field is used to indicate the result of the operation created by software 1308 executed by the computing system 1304. The results displayed in the display field include the base height (h 1 ) (see FIG. 4D), base diameter (d 1 ), cone height (h 2 ), and other dimensions, Various mechanical specifications for the buoyancy block 1301 may be included. In addition, other dimensions of the buoyancy pump device components, such as piston dimensions, can be calculated. The display field also affects operating specifications such as available stroke length and lifting travel time, lifting pressure (amount of upward pressure generated by buoyancy block 1301 as a function of wave parameters (eg height and length)). Parameters can also be included.

浮力ポンプ装置はまた、特定の領域の需要を満たすように増減可能である。例えば、最初に浮力ポンプ装置の予め決まった数を設置して既存の領域またはある領域の一部の需要を満たし、次いで、領域が拡大するときにその領域を満たすために、または元々の領域の残り部分を満たすために、追加的な浮力ポンプ装置を補充することができる。例えば、この領域が、ほんの僅かなエネルギー需要が存在し得るに過ぎず、200基の浮力ポンプ装置のみで十分である場合も、またはダムによって供給されるエネルギーに匹敵する数平方マイルもの浮力ポンプ装置を要する程の大きなエネルギー需要量を必要とする場合もある。したがって、浮力ポンプ装置は、増減可能であり、かつ供給を受ける特定領域にどれほどのエネルギー需要が存在していてもそれに対応可能である。   The buoyancy pump device can also be scaled to meet the demands of a particular area. For example, first install a predetermined number of buoyancy pump devices to meet the demand of an existing area or part of an area, and then fill that area as the area expands, or of the original area An additional buoyancy pump device can be replenished to fill the rest. For example, this region may have only a small demand for energy, and if only 200 buoyancy pump devices are sufficient, or several square miles of buoyancy pump device comparable to the energy supplied by the dam. In some cases, a large amount of energy demand is required. Therefore, the buoyancy pump device can be increased or decreased, and can cope with any energy demand in a specific area to be supplied.

ここで図14を参照すると、配水塔を利用する典型的な浮力ポンプ電力システム1400の1つの実施形態の立面図が示されている。一群1405の1基または複数の浮力装置1410が、所定の構成で水域1420の底面1415に沿って分散配置されている。この一群1405の1基または複数の浮力装置1410は、波の運動を受ける際に、他の浮力ポンプ装置1410による影響をほとんど受けないかまたは全く受けないように、それぞれの浮力ポンプ装置1410を収容するような様態で、格子式、アレイ式、または別様に分散配置が可能である。   Referring now to FIG. 14, an elevational view of one embodiment of a typical buoyancy pump power system 1400 utilizing a water tower is shown. One or more buoyancy devices 1410 in a group 1405 are distributed along the bottom surface 1415 of the water area 1420 in a predetermined configuration. One or more buoyancy devices 1410 of this group 1405 contain respective buoyancy pump devices 1410 so that they receive little or no influence from other buoyancy pump devices 1410 when subjected to wave motion. In such a manner, a lattice type, an array type, or another distributed arrangement is possible.

浮力ポンプ装置1410からの吐出口管路1425は、配水塔1435を支持する短部1430に向かって底面1415に沿って延在し得る。これらの吐出口管路1425は、水を配水塔1435の最上部またはその付近に送出する給水源として動作する。   The outlet line 1425 from the buoyancy pump device 1410 can extend along the bottom surface 1415 toward the short section 1430 that supports the water tower 1435. These discharge outlet pipes 1425 operate as a water supply source for sending water to the uppermost part of the water distribution tower 1435 or in the vicinity thereof.

配水塔1435は、配水塔1435の最下部またはその付近にあるタービン・ハウス1440中に配置された1基または複数のタービン1439を動作させる汲み上げられた水のための貯水槽として動作する。タービン・ハウス1440は、配水塔1435の中に貯蔵された水を重力の作用によって受け取り、1基または複数のタービン1439によって水流から電気エネルギーを生成するように、配水塔1435の内部に、それに隣接して、またはそれに密接して配置可能であることが理解されるべきである。1基または複数のタービン1439を通過する水は、タービン排出口1440を経由して水域1420に再び戻され得る。別法として、この水は、例えば、灌漑または飲料水に変換するための脱塩など、他の用途に配給するために放出可能である。   The distribution tower 1435 operates as a reservoir for pumped water that operates one or more turbines 1439 located in or near the bottom of the distribution tower 1435 in the turbine house 1440. Turbine house 1440 receives the water stored in water tower 1435 by the action of gravity and generates electrical energy from the water stream by one or more turbines 1439, within or adjacent to water tower 1435. It should be understood that it can be placed in close proximity to it. Water passing through one or more turbines 1439 may be returned back to the water body 1420 via the turbine outlet 1440. Alternatively, the water can be released for distribution to other uses, such as desalination for conversion to irrigation or drinking water, for example.

電力線1445は1基または複数のタービン1439に繋がれ、電力線1445が繋がれる送電網1450にタービンによって生成された電力を配電することができる。本発明の原理にしたがって、浮力原理の利用によるのではなく他の技術によって動力を受けるポンプを利用して水を配水塔1435に送出することも企図されている。例えば、回転手段および/または風力によって動力を生成するポンプを利用して水を配水塔1435に供給することができる。   The power line 1445 is connected to one or a plurality of turbines 1439, and the power generated by the turbine can be distributed to the power transmission network 1450 to which the power line 1445 is connected. In accordance with the principles of the present invention, it is also contemplated to deliver water to the distribution tower 1435 using a pump powered by other techniques rather than by using the buoyancy principle. For example, water can be supplied to the water distribution tower 1435 using a pump that generates power by rotating means and / or wind power.

図15は、典型的な浮力ポンプ発電システム1500の別の実施形態の立面図である。一群1505の1基または複数の浮力装置1510の同一のまたは同様の構成が、図14に示した水域1520の底面1515に沿って構築可能である。一群1505の浮力装置1510は、波の運動を受ける際に、他の浮力ポンプ装置1510による影響をほとんど受けないかまたは全く受けないように、それぞれの浮力ポンプ装置1510を収容するような様態で、格子式、アレイ式、または別様に分散配置が可能である。   FIG. 15 is an elevation view of another embodiment of a typical buoyancy pump power generation system 1500. The same or similar configuration of one or more buoyancy devices 1510 in a group 1505 can be constructed along the bottom surface 1515 of the water area 1520 shown in FIG. A group of 1505 buoyancy devices 1510 house each buoyancy pump device 1510 such that it receives little or no influence from other buoyancy pump devices 1510 when subjected to wave motion, A lattice, array, or otherwise distributed arrangement is possible.

浮力装置1510からの吐出口管路1525が、絶壁最上部1540上に1基または複数の貯水槽1535を支持する絶壁1530に向かって底面1515に沿って延在し得る。別法として、これらの1つまたは複数の貯水槽1535は、1つまたは複数の地中の貯水池もしくは溜め池として絶壁最上部1540の中に構築可能である。吐出口管路1525は、水を貯水槽1535の最上部またはその付近に送出する給水源として動作する。1つの実施形態では、これらの1つまたは複数の貯水槽1535は、二次利用するために作製可能である。このような1つの二次利用は養魚場である。貯水槽1535は、絶壁1530の最下部またはその付近に配置したタービン・ハウス1545の中に位置する1基または複数のタービン1540を動作させるように、重力の関数である最大水圧を1基または複数のタービン1540に印加するために浮力ポンプ装置1510から汲み上げた水を蔵するように動作する。別法として、タービン・ハウス1545は、それが貯水槽の下方にあり、かつ1基または複数のタービン1540を駆動できれば、他の箇所に配置可能である。当業で理解されているように、絶壁の高さおよび/または貯水槽1535下方のタービンまでの距離が、利用されているタービンの形式に基づき得るように様々なタービンが様々な水圧で動作する。送電網1555に配電するために、タービン1540によって発電された電気を電線1550へ伝導することができる。 A discharge line 1525 from the buoyancy device 1510 may extend along the bottom surface 1515 toward a cliff 1530 that supports one or more reservoirs 1535 on the cliff top 1540. Alternatively, these one or more reservoirs 1535 can be constructed within the cliff top 1540 as one or more underground reservoirs or reservoirs. The discharge port line 1525 operates as a water supply source for sending water to the uppermost part of the water storage tank 1535 or in the vicinity thereof. In one embodiment, these one or more reservoirs 1535 can be made for secondary use. One such secondary use is a fish farm. Reservoir 1535 has one or more maximum water pressures as a function of gravity so as to operate one or more turbines 1540 located in a turbine house 1545 located at or near the bottom of cliff 1530. operating the water pumped from the buoyancy pump device 1510 in order to be applied to the turbine 1540 to savings built. Alternatively, the turbine house 1545 can be placed elsewhere if it is below the reservoir and can drive one or more turbines 1540. As understood in the art, different turbines operate at different water pressures such that the height of the cliff and / or the distance to the turbine below the reservoir 1535 can be based on the type of turbine utilized. . The electricity generated by the turbine 1540 can be conducted to the electrical wire 1550 for distribution to the power grid 1555.

図16は、波エネルギーを機械的エネルギーに変換するために、水域1604中に配置された浮力ポンプ装置1602の別の典型的な構成の1つの例示である。浮力ポンプ装置1602は、浮力ポンプ装置1602の浮力ブロック(図示せず)が波によって移動するのに応答して、吐出口管路1606を介して空気などの気体を駆動するように構成される。気体は圧縮可能であり、したがってタービン・ハウス1614に内蔵されたタービン1612を駆動するために持ち上げられる必要がないので、貯蔵槽1608が岸辺1610の上かまたは岸辺1610の地下に配置可能である。タービン1612は、圧縮された気体を受け取ってタービン1612を駆動するために、入力送出管路1616を経由して貯蔵槽1608に連結可能である。このタービンは電線1618に繋がれ、タービン1612によって発電された電気を送電網1620または工場などの他の排流箇所に配電する。   FIG. 16 is an illustration of another exemplary configuration of a buoyancy pump device 1602 disposed in a body of water 1604 to convert wave energy into mechanical energy. The buoyancy pump device 1602 is configured to drive a gas, such as air, via the discharge outlet line 1606 in response to a buoyancy block (not shown) of the buoyancy pump device 1602 moving by waves. The reservoir 1608 can be placed on the shore 1610 or underground on the shore 1610 because the gas is compressible and therefore does not need to be lifted to drive the turbine 1612 contained in the turbine house 1614. Turbine 1612 can be coupled to storage tank 1608 via input delivery line 1616 to receive the compressed gas and drive turbine 1612. This turbine is connected to an electrical wire 1618 and distributes the electricity generated by the turbine 1612 to the power grid 1620 or other discharge location such as a factory.

図17Aは、海洋1708中の波1706に応答して流体を貯蔵槽1704まで駆動するように構成した浮力ポンプ装置1702を含む典型的なポンプ場1700の1つの例示である。このポンプ場1700は、配置すべき浮力ポンプ装置1702のための区画1713の横列1710および縦列1712を含む浮力ポンプ装置1702の格子として構成される。縦列に沿った空の区画が、各横列に沿った2基の浮力ポンプ装置1702を分離または離隔する。同様に、横列に沿った空の区画が、各縦列に沿った2基の浮力ポンプ装置1702を分離または離隔する。図示のように浮力ポンプ装置1702を分離または離隔することによって、第1の縦列cを横切って通過しかつ2基の浮力ポンプ装置1714aと1714bの間を通過する波が、横列r13とr15、すなわち、2つの浮力ポンプ装置1714aと1714bの間に直交して配置された、第2の縦列cに位置しかつ横列r14に沿った浮力ポンプ装置1714cに到る前に再形成され、それによって第2縦列c中の浮力ポンプ装置1714cは、第1縦列c中の浮力ポンプ装置1714aおよび1714bが受け取ったものと実質的に同じ波エネルギーを受け取ることが可能になる。浮力ポンプ装置1702の分離は、それぞれの波から遺漏されるエネルギー量を最小限にするのをさらに助ける。波から遺漏されるエネルギー量を最小限にするために、ポンプ場1700の中に配置された浮力ポンプ装置1702は、それぞれ実質的に等しい力を受ける。それぞれのポンプに最大の波エネルギーを供給するために、波に与える変化を同一にまたは同様に最小限にする浮力ポンプ装置1702の他の構成も利用可能であることが理解されるべきである。図17のポンプ場1700の構成を使用することによって、海浜1714は、ポンプ場1700が海浜1714の前方に配置されなかったら受け取っていたはずの波と実質的に同じようにそれぞれの波を受け取る。したがって、ポンプ場1700の構成は、波から発電する際の環境に優しい方策である。 FIG. 17A is an illustration of one exemplary pumping station 1700 that includes a buoyancy pump device 1702 configured to drive fluid to a reservoir 1704 in response to a wave 1706 in the ocean 1708. This pump station 1700 is configured as a grid of buoyancy pump devices 1702 including rows 1710 and columns 1712 of compartments 1713 for the buoyancy pump devices 1702 to be placed. Empty compartments along the columns separate or separate the two buoyancy pump devices 1702 along each row. Similarly, empty compartments along the rows separate or separate the two buoyancy pump devices 1702 along each column. By separating or separating the buoyancy pump devices 1702 as shown, the waves passing across the first column c 1 and passing between the two buoyancy pump devices 1714a and 1714b are transferred to the rows r 13 and r 15, i.e., arranged orthogonally between the two buoyancy pump device 1714a and 1714b, the second located in tandem c 2 and are re-formed before reaching the buoyancy pump device 1714c along the rows r 14 , whereby the buoyancy pump device 1714c in the second in columns c 2 is enabled to receive substantially the same wave energy to that buoyancy pump device 1714a and 1714b of the first in columns c 1 has received. The separation of the buoyancy pump device 1702 further helps to minimize the amount of energy that is lost from each wave. In order to minimize the amount of energy that is leaked from the waves, the buoyancy pump devices 1702 disposed in the pump station 1700 are each subjected to substantially equal forces. It should be understood that other configurations of the buoyancy pump device 1702 may be utilized that provide the same or similarly minimal changes to the waves to provide maximum wave energy to each pump. By using the pump station 1700 configuration of FIG. 17, beach 1714 receives each wave substantially the same as would have been received if pump station 1700 was not positioned in front of beach 1714. Therefore, the configuration of the pump station 1700 is an environmentally friendly measure when generating power from waves.

図17Bは、特定の浮力ポンプ装置1714aから1714cを含む、浮力ポンプ装置1702の構成の拡大図である。浮力ポンプ装置1714aおよび1714bの吐出口管路1718aおよび1718bはそれぞれ、第1の縦列cに沿って横列r14に向かうそれぞれの浮力ポンプ装置1714aおよび1714bから延びるように構成される。吐出口管路1718aおよび1718bは、横列r14に沿って海岸(1716)に向かって延びる別の吐出口管1718cに結合される。したがって、浮力ポンプ装置1714cからの吐出口管路(図示せず)が、吐出口管路1718cに連結可能である。さらには、横列r13からr15中に位置する他の浮力ポンプ装置1702は、吐出口管路1718cに連結し、浮力ポンプ装置1702から排出された流体物質(即ち、液体または気体)を陸上にまたは別様に配置された貯蔵槽(図示せず)まで送出することができる。この流体物質を貯蔵槽まで送出するために、吐出口管路の他の構成も利用可能であることが理解されるべきである。このような他の構成は、構造的にもまたは幾何学形状的にも異なり得る。例えば、吐出口管路1718aおよび1718bを単一の吐出口管路1718cに連結するのではなく、それぞれの吐出口管路1718aおよび1718bが相互に分離したままでもよい。 FIG. 17B is an enlarged view of the configuration of the buoyancy pump device 1702 including certain buoyancy pump devices 1714a to 1714c. Each buoyancy pump device 1714a and the discharge port conduit 1718a and 1718b of 1714b is configured to extend from each buoyancy pump device 1714a and 1714b toward the rows r 14 along the first column c 1. Discharge port conduit 1718a and 1718b are coupled to another discharge port pipe 1718c along a row r 14 extending toward the shore (1716). Accordingly, a discharge port line (not shown) from the buoyancy pump device 1714c can be connected to the discharge line 1718c. In addition, another buoyancy pump device 1702 located in rows r 13 to r 15 is connected to the outlet line 1718c to allow the fluid material (ie, liquid or gas) discharged from the buoyancy pump device 1702 to land. Or it can be sent to a storage tank (not shown) arranged differently. It should be understood that other configurations of outlet lines can be used to deliver this fluid material to the reservoir. Such other configurations may differ structurally or geometrically. For example, rather than connecting the outlet lines 1718a and 1718b to a single outlet line 1718c, the outlet lines 1718a and 1718b may remain separated from each other.

図17Bを続けると、典型的な構造寸法がポンプ格子に関して示されている。それぞれの浮力ポンプ装置1702が47.3平方フィートの基部寸法を有する。浮力ポンプ装置1702の各横列(例えば、横列rおよびr)間には15.8フィートの分離距離が用いられる。 Continuing with FIG. 17B, typical structural dimensions are shown for the pump grid. Each buoyancy pump device 1702 has a base size of 47.3 square feet. A separation distance of 15.8 feet is used between each row of buoyancy pump device 1702 (eg, rows r 1 and r 2 ).

図17Aをさらに参照すると、絶壁最上部1718上に配置された貯水槽1704は、吐出口管路1720を経由して浮力ポンプ装置1702から汲み上げられた水を収容する。この水は、貯水槽1704の中に貯蔵され、かつ出力送出管路1722を介してタービン建屋1724の中に配置された1基または複数のタービン(図示せず)まで流れる。この水は排出管路1726を経由して海洋1708に再び放出され得る。別の実施形態では、この貯水槽は船上または原油掘削装置上などの水域上方に配置可能である。   With further reference to FIG. 17A, a water reservoir 1704 disposed on the precipice top 1718 contains water pumped from the buoyancy pump device 1702 via the outlet conduit 1720. This water is stored in a water tank 1704 and flows through an output delivery line 1722 to one or more turbines (not shown) disposed in the turbine building 1724. This water can be discharged again to the ocean 1708 via the drain line 1726. In another embodiment, the reservoir can be located above a body of water, such as on a ship or on a crude oil rig.

本浮力ポンプ・システムは、通過する波からほとんどすべての位置エネルギーを完全に吸収し、かつその仕事率を本明細書で説明しかつ示した様態で利用するように設計可能であることが理解されるべきである。別法として、本浮力ポンプ・システムは、通過する波から位置エネルギーの一部(例えば、50%)を吸収するように設計可能である。これらの設計は、ポンプ場の格子配置または他の配置の利用が可能であるが、このような配置に基づいて一部または全部の空の区間中に浮力ポンプ装置を具備することができる。   It is understood that the buoyancy pump system can be designed to completely absorb almost all potential energy from the passing wave and to utilize its power in the manner described and shown herein. Should be. Alternatively, the buoyancy pump system can be designed to absorb some potential energy (eg, 50%) from the passing waves. These designs can utilize a grid arrangement of pumping stations or other arrangements, but based on such arrangements, buoyancy pump devices can be provided in some or all empty sections.

以上の説明は、本発明を実施するための好ましい実施形態に関するものであり、本発明の範囲は、このような説明によって限定されるものではない。本発明の範囲は、このような説明ではなく以下の特許請求の範囲によって画定されている。   The above description relates to preferred embodiments for carrying out the present invention, and the scope of the present invention is not limited by such description. The scope of the invention is defined by the following claims rather than by such description.

本発明の方法および装置のさらに完全な理解は、添付の図面と合わせて検討されるとき、同様の参照符号が同様の要素を指す以下の詳細な説明を参照することによって得られる。
図1は、浮力ポンプ電力システムで使用するための、本発明の原理による第1の実施形態における浮力ポンプ装置の分解立面側図である。 図2Aは、図1の浮力ポンプ装置の上面図である。図2Bは、線2B−2Bに沿って取った、図2Aの断面図である。図2Cは、図1の組み立てられた浮力ポンプ装置の側面図である。 図3Aから3Cは、本発明の原理による典型的な浮力ブロックの上面図、側面図、および等角図である。図3Dは、入れ子式伸縮部分を有する典型的な浮力ブロックの部分断面図である。図3Eから3Fは、それぞれ縮小構成および拡大構成にある典型的な浮力ブロックの典型的な調整可能基部部分の上面図である。 図4Aから4Cは、波が浮力ポンプ装置を通過するときの、図1の浮力ポンプ装置の側面図である。図4Dは、典型的な波を模式的に例示する図である。 図5は、本発明の原理による浮力ポンプ電力システムで使用するための典型的な浮力ポンプ装置の別法による1つの実施形態の立面側図である。 図6は、本発明の原理による浮力ポンプ電力システムで使用するための典型的な浮力ポンプ装置のさらに別の実施形態の立面側図である。 図7は、本発明の原理による浮力ポンプ電力システムで使用するための典型的な浮力ポンプ装置の別の実施形態の立面側図である。 図8は、本発明の原理による浮力ポンプ電力システムで使用するための浮力ポンプ装置の別法による実施形態の典型的な波ポンプのさらに別の実施形態の立面側図である。 図9は、本発明の原理による浮力ポンプ電力システムで使用するための典型的な浮力ポンプ装置の別の実施形態の立面側図である。 図10は、本発明の原理による浮力ポンプ電力システムで使用するための典型的な浮力ポンプ装置のさらに別の実施形態の立面側図である。 図11は、本発明の原理による浮力ポンプ電力システムで使用するための、典型的な水産養殖リングに結合された浮力ポンプ装置の立面側図である。 図12Aは、浮力ポンプ装置の別の実施形態の構造的構成要素として使用可能な典型的な浮力室リングを例示する図である。図12Bは、図12Aに示した浮力室リングを利用する、図1の浮力室の断面に沿って取った上面斜視図である。図12Cは、ピストン室のキャップとして構成された、図12Aの浮力室リングの別の実施形態の図である。 図13は、波データに基づいて浮力ブロックのサイズを動的に決定しかつ/または調整するためのシステムを示す図であり、このようなシステムは計算システムの表示画面上に表示された典型的な浮力ブロックの模式図の画像を示す。 図14は、本発明の原理による、給水塔を利用する典型的な浮力ポンプ電力システムの立面図である。 図15は、本発明の原理による別法の実施形態における典型的な浮力ポンプ電力システムの立面図である。 図16は、別法による実施形態におけるさらに別の浮力ポンプ電力システムの立面図である。 図17Aは、海洋中の波に応答して流体を貯蔵槽まで駆動するように構成した浮力ポンプ装置を含む典型的なポンプ場1700を例示する図である。 図17Bは、浮力ポンプ装置の構成の拡大図であり、特定の浮力ポンプ装置を含む。
A more complete understanding of the method and apparatus of the present invention can be obtained by reference to the following detailed description, wherein like reference numerals refer to like elements when considered in conjunction with the accompanying drawings.
FIG. 1 is an exploded elevation view of a buoyancy pump device in a first embodiment according to the principles of the present invention for use in a buoyancy pump power system. FIG. 2A is a top view of the buoyancy pump device of FIG. 2B is a cross-sectional view of FIG. 2A taken along line 2B-2B. FIG. 2C is a side view of the assembled buoyancy pump device of FIG. 3A through 3C are top, side, and isometric views of an exemplary buoyancy block according to the principles of the present invention. FIG. 3D is a partial cross-sectional view of a typical buoyancy block with a telescoping portion. 3E through 3F are top views of an exemplary adjustable base portion of an exemplary buoyancy block in a reduced configuration and an expanded configuration, respectively. 4A to 4C are side views of the buoyancy pump device of FIG. 1 when waves pass through the buoyancy pump device. FIG. 4D is a diagram schematically illustrating a typical wave. FIG. 5 is an elevational view of one embodiment of an alternative buoyancy pump device for use in a buoyancy pump power system in accordance with the principles of the present invention. FIG. 6 is an elevational view of yet another embodiment of an exemplary buoyancy pump device for use in a buoyancy pump power system in accordance with the principles of the present invention. FIG. 7 is an elevational view of another embodiment of an exemplary buoyancy pump device for use in a buoyancy pump power system in accordance with the principles of the present invention. FIG. 8 is an elevational view of yet another embodiment of an exemplary wave pump of an alternative embodiment of a buoyancy pump apparatus for use in a buoyancy pump power system according to the principles of the present invention. FIG. 9 is an elevational view of another embodiment of an exemplary buoyancy pump device for use in a buoyancy pump power system in accordance with the principles of the present invention. FIG. 10 is an elevational view of yet another embodiment of a typical buoyancy pump device for use in a buoyancy pump power system in accordance with the principles of the present invention. FIG. 11 is an elevational view of a buoyancy pump device coupled to a typical aquaculture ring for use in a buoyancy pump power system according to the principles of the present invention. FIG. 12A illustrates an exemplary buoyancy chamber ring that can be used as a structural component of another embodiment of a buoyancy pump device. 12B is a top perspective view taken along the cross-section of the buoyancy chamber of FIG. 1 utilizing the buoyancy chamber ring shown in FIG. 12A. 12C is a diagram of another embodiment of the buoyancy chamber ring of FIG. 12A configured as a piston chamber cap. FIG. 13 is a diagram illustrating a system for dynamically determining and / or adjusting the size of a buoyancy block based on wave data, such a system being typically displayed on a display screen of a computing system. An image of a schematic diagram of a simple buoyancy block is shown. FIG. 14 is an elevational view of a typical buoyancy pump power system utilizing a water tower in accordance with the principles of the present invention. FIG. 15 is an elevation view of an exemplary buoyancy pump power system in an alternative embodiment in accordance with the principles of the present invention. FIG. 16 is an elevational view of yet another buoyancy pump power system in an alternative embodiment. FIG. 17A illustrates an exemplary pumping station 1700 that includes a buoyancy pump device configured to drive fluid to a reservoir in response to waves in the ocean. FIG. 17B is an enlarged view of the configuration of the buoyancy pump device, including a specific buoyancy pump device.

Claims (4)

筒状の浮力室(112)を形成する浮力シリンダ(104)と、
上記浮力室(112)に収容され、波に応答して上記浮力室(112)の上下方向に移動可能な浮力ブロック(114)であって、
上記浮力ブロック(114)は、第1の部分(352;374)と、上記第1の部分(352;374)と組み合わされて上記第1の部分との間に閉鎖空間を形成する第2の部分(354;372)を有し、上記第1の部分(352;374)と第2の部分(354;372)は、上記第1の部分(352;374)に対して上記第2の部分(354;372)が上記浮力室(112)の上下方向又は径方向に移動して上記浮力ブロック(114)の容積を変化させるように連結されているものと、
上記浮力室(112)の上部に設けられた第1のキャップ(106)であって、上記第1のキャップ(106)を越えて上記浮力ブロック(114)が上方に移動するのを禁止するものと、
下端が上記第1のキャップに連結され、上記第1のキャップ(106)から上方に伸びるピストンシリンダ(108)と、
上記ピストンシリンダ(108)内に上下方向に移動可能に配置されたピストン(120)と、
上記第1のキャップ(106)を貫通するシャフト(116)であって、上記シャフト(116)は、上記浮力室(104)内に配置されて上記浮力ブロック(114)に接続された下端と、上記ピストンシリンダ(108)内に配置されて上記ピストン(120)に接続された上端を有し、上記ピストン(120)が波に応答して上記浮力ブロック(114)と共に往復移動するようにしてあるものと、
上記ピストンシリンダ(108)の上部に設けられ、上記ピストンシリンダ(108)内に閉鎖されたピストン室(122)を形成する第2のキャップ(110)であって、上記第2のキャップ(110)は、該第2のキャップ(110)に形成された入口バルブ(124)と出口バルブ(126)を有し、上記ピストンシリンダ(108)内における上記ピストン(120)の往復移動に応答して、上記入口バルブ(124)と出口バルブ(126)を介して上記ピストン室(122)に空気が出入りするようにしてあるものと、
を備えた浮力ポンプ。
A buoyancy cylinder (104) forming a cylindrical buoyancy chamber (112);
A buoyancy block (114) housed in the buoyancy chamber (112) and movable in the vertical direction of the buoyancy chamber (112) in response to a wave;
The buoyancy block (114) includes a second part that forms a closed space between the first part (352; 374) and the first part (352; 374) in combination with the first part. Part (354; 372), wherein the first part (352; 374) and the second part (354; 372) are the second part relative to the first part (352; 374). (354; 372) are connected so as to move in the vertical direction or radial direction of the buoyancy chamber (112) to change the volume of the buoyancy block (114);
A first cap (106) provided at an upper portion of the buoyancy chamber (112), which prohibits the buoyancy block (114) from moving upward beyond the first cap (106). When,
A piston cylinder (108) having a lower end coupled to the first cap and extending upward from the first cap (106);
A piston (120) movably disposed in the vertical direction to the piston cylinder (108) within,
A shaft (116) extending through the first cap (106), the shaft (116) being disposed within the buoyancy chamber (104) and connected to the buoyancy block (114); The piston (120) has an upper end disposed in the piston cylinder (108) and connected to the piston (120), and the piston (120) reciprocates with the buoyancy block (114) in response to a wave. things and,
A second cap (110) provided on the piston cylinder (108) and forming a closed piston chamber (122) in the piston cylinder (108), wherein the second cap (110) Has an inlet valve (124) and an outlet valve (126) formed in the second cap (110), and in response to the reciprocating movement of the piston (120) within the piston cylinder (108), Air enters and exits the piston chamber (122) through the inlet valve (124) and outlet valve (126),
With buoyancy pump.
上記第1の部分(352)に対して上記第2の部分(354)を移動させて上記浮力ブロック(114)の容積を変化させるために、上記浮力ブロック(114)に設けられたモータ(364;376)を有する請求項1の浮力ポンプ。  In order to change the volume of the buoyancy block (114) by moving the second portion (354) relative to the first portion (352), a motor (364) provided in the buoyancy block (114). 376). The buoyancy pump of claim 1. 上記第1の部分(352)は第1のねじ山(360)を有し上記第2の部分(354)は第2のねじ山(362)を有し、上記第1のねじ山(360)と第2のねじ山(362)は互いに係合しており、
上記モータ(364)は上記第1の部分(352)に設けられており、
上記モータ(364)の駆動シャフト(366)は上記第2の部分(360)に接続されており、
上記モータ(364)の駆動に基づいて、上記第2の部分(354)が上記第1の部分(352)に対して上記長手方向に移動し、上記浮力ブロック(114)の容積が変化するようにしてある請求項2の浮力ポンプ。
The first part (352) has a first thread (360) and the second part (354) has a second thread (362), and the first thread (360). And the second thread (362) are engaged with each other,
The motor (364) is provided in the first part (352),
The drive shaft (366) of the motor (364) is connected to the second part (360),
Based on the driving of the motor (364), the second part (354) moves in the longitudinal direction with respect to the first part (352) so that the volume of the buoyancy block (114) changes. The buoyancy pump according to claim 2.
上記第1の部分(352)は複数の外板(372)を有し上記第2の部分は複数の内板(374)を有し、上記複数の内板(374)は上記複数の外板(372)と協働して上記浮力ブロック(114)の閉鎖空間を形成し、
上記複数の外板(372)は上記複数の内板(374)と歯車(378)と複数の拡張バー(380)を介して連結されており、上記外板(372)が上記内板(374)に対して時計回り方向又は反時計回り方向に移動すると、上記浮力ブロック(114)の径が拡張又は収縮して、上記浮力ブロック(114)の容積が変化するようにしてある請求項2の浮力ポンプ。
The first portion (352) includes a plurality of outer plates (372), the second portion includes a plurality of inner plates (374), and the plurality of inner plates (374) includes the plurality of outer plates. (372) to form a closed space for the buoyancy block (114),
The plurality of outer plates (372) are connected via the plurality of inner plates (374), a gear (378), and a plurality of expansion bars (380), and the outer plate (372) is connected to the inner plate (374). 3), the diameter of the buoyancy block (114) expands or contracts to change the volume of the buoyancy block (114). Buoyancy pump.
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Families Citing this family (49)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AP2005003309A0 (en) * 2002-10-10 2005-06-30 Independen Natural Resources I Sea wave energy converter
US7257946B2 (en) * 2002-10-10 2007-08-21 Independent Natural Resources, Inc. Buoyancy pump power system
US6953328B2 (en) * 2002-10-10 2005-10-11 Independent Natural Resources, Inc. Buoyancy pump device
ITRM20030455A1 (en) * 2003-10-03 2005-04-04 Antonio Marchetti HYDRO PNEUMATIC MECHANICAL DEVICE FOR LO
US9784041B2 (en) * 2004-04-15 2017-10-10 National Oilwell Varco L.P. Drilling rig riser identification apparatus
NO320518B1 (en) * 2004-09-13 2005-12-12 Power Vision As Bolgekraftverk
CA2590612A1 (en) * 2004-12-16 2006-06-22 Independent Natural Resources, Inc. Buoyancy pump power system
US20070130929A1 (en) * 2005-12-13 2007-06-14 Ghazi Khan Wave power generator
MXPA06009978A (en) * 2006-09-04 2008-03-03 Power Retailing Group S A De C V Wave pump used to convert wave energy into another type of usable energy.
CN100455791C (en) * 2006-12-05 2009-01-28 周加存 Hydroelectric generator set
NO326269B1 (en) * 2007-01-30 2008-10-27 Ernst Johnny Svelund Facility for utilization of ocean energy.
US7525207B2 (en) 2007-02-26 2009-04-28 Google Inc. Water-based data center
US8853872B2 (en) 2007-02-26 2014-10-07 Google Inc. Water-based data center
US20080217921A1 (en) * 2007-03-09 2008-09-11 Michael William Raftery Wave energy harnessing device
US8093736B2 (en) * 2007-03-09 2012-01-10 The Trustees Of The Stevens Institute Of Technology Wave energy harnessing device
US20090165454A1 (en) * 2007-12-31 2009-07-02 Weinberg Reuven System and method for producing electrical power from waves
US8225606B2 (en) * 2008-04-09 2012-07-24 Sustainx, Inc. Systems and methods for energy storage and recovery using rapid isothermal gas expansion and compression
US7549288B1 (en) 2008-10-16 2009-06-23 Layher Francis W Wave energy power extraction system
US8004103B2 (en) * 2008-10-30 2011-08-23 Jeremy Brantingham Power generation
US8397496B2 (en) * 2008-12-18 2013-03-19 Joshua W Frank Buoyancy engine using a segmented chain
US8373296B1 (en) 2009-06-22 2013-02-12 James Walter Weber Integrated lunar tide electric generator and floating retail structures system
US20110031750A1 (en) * 2009-08-06 2011-02-10 Peter Alfred Kreissig Wave powered electricity generation
GB0915779D0 (en) * 2009-09-09 2009-10-07 Dartmouth Wave Energy Ltd Improvements relating to wave powered pumping devices
DE102009041509A1 (en) 2009-09-14 2011-05-05 Gangolf Jobb Wave powered pump without moving parts
US8286425B2 (en) 2009-10-23 2012-10-16 Dresser-Rand Company Energy conversion system with duplex radial flow turbine
US20110204645A1 (en) * 2010-02-22 2011-08-25 Jacobson Mark S Hydropower system with reciprocal floatation device
EP2553260B1 (en) * 2010-03-31 2018-11-28 AW-Energy Oy Wave energy recovery system
KR101301830B1 (en) * 2010-09-02 2013-08-29 유종욱 Waves and tides, and wind turbines
RU2446579C1 (en) * 2010-09-03 2012-03-27 Александр Александрович Новиков Device for data transmission and system for data transmission over water surface of seas and oceans
US8899036B2 (en) 2010-12-29 2014-12-02 Yuriy Cherepashenets Advanced high energy wave power module
WO2012166063A1 (en) * 2011-06-03 2012-12-06 Phutharangsi Somchai Method of electrical power generation from water waves using vertical axis water turbine
WO2013159056A1 (en) * 2012-04-19 2013-10-24 Chevron U.S.A. Inc. Wave energy conversion systems and methods
TW201410968A (en) * 2012-09-14 2014-03-16 Yun-Chang Yu Waves water drawing device
CN104847572A (en) * 2014-02-15 2015-08-19 张玉宝 Wave power generation device and diving floating platform and wave power direct-driven pump
RU2629350C1 (en) * 2014-08-29 2017-08-28 Андрей Геннадиевич Богородский Hydrostorage system
CN104533698B (en) * 2014-12-17 2017-01-11 西安理工大学 Method utilizing wave energy for providing power for wind turbine AMD control systems
US9801313B2 (en) 2015-06-26 2017-10-24 Microsoft Technology Licensing, Llc Underwater container cooling via integrated heat exchanger
US9844167B2 (en) * 2015-06-26 2017-12-12 Microsoft Technology Licensing, Llc Underwater container cooling via external heat exchanger
WO2017118992A1 (en) * 2016-01-06 2017-07-13 Prakash Verma Varun Electricity generation through up-down motion of water capsule
CN106438182B (en) * 2016-11-18 2018-05-04 张四海 A kind of wave energy generating set
CN106837667B (en) * 2017-01-16 2019-04-12 北京艾达方武器装备技术研究所 A kind of sea wave power generation system, offshore platform and hydrogen energy source base
KR101930397B1 (en) * 2017-07-20 2019-03-12 김창균 Pumping Apparatus for Tidal Power Generation, Tidal Power Generation System Using the Same and Pumping Method thereof
ES2734151A1 (en) * 2018-06-04 2019-12-04 Climent Castro Martin Alberto Self rechargeable underwater pump (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)
CN111207092B (en) * 2020-01-09 2021-08-03 杭州沃德水泵制造有限公司 Water pump
US11566610B2 (en) 2020-05-14 2023-01-31 Ghazi Khan Wave-powered generator
GB202108002D0 (en) * 2021-06-04 2021-07-21 Twefda Ltd Combined wave energy converter and grid storage
CN113586311B (en) * 2021-08-10 2023-06-02 中船黄埔文冲船舶有限公司 Debugging tool and debugging method of deep sea wave energy power generation device
AU2023215508B9 (en) * 2022-02-04 2024-04-18 Douglas Joseph DE SOUZA Wave energy power generation arrangement
CN114849309A (en) * 2022-03-30 2022-08-05 中国一冶集团有限公司 Automatic gear shifting sewage filtering tank

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2479343A1 (en) * 1980-03-27 1981-10-02 Chaput Guy Electricity generator using wave power - has float sliding vertically to move piston providing supply of compressed fluid to hydraulic motor
US4398095A (en) * 1980-07-22 1983-08-09 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Wave activated power generation system
US4603551A (en) * 1982-11-29 1986-08-05 Peter Wood Wave power converter
US4773221A (en) * 1981-07-16 1988-09-27 Interproject Service Ab Apparatus for recovering the kinetic energy of sea waves
JPH02137570U (en) * 1989-04-21 1990-11-16
WO2000005501A1 (en) * 1998-07-10 2000-02-03 Hafstad Bjorn Device and method for the exploitation of wave energy
US6291904B1 (en) * 1998-08-21 2001-09-18 Ocean Power Technologies, Inc. Wave energy converter utilizing pressure differences
US20020047273A1 (en) * 2000-08-07 2002-04-25 Burns Joseph R. Apparatus and method for optimizing the power transfer produced by a wave energy converter (WEC)
US6388342B1 (en) * 1999-07-28 2002-05-14 Richard C. Vetterick, Sr. Hydro electric plant
WO2002057623A1 (en) * 2001-01-16 2002-07-25 Ocean Power Technologies, Inc. Improved wave energy converter (wec)

Family Cites Families (52)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US597832A (en) * 1898-01-25 Territory
US450434A (en) * 1891-04-14 Half to frederick h
US416972A (en) * 1889-12-10 Half to f
US597833A (en) * 1898-01-25 Territory
US631994A (en) * 1899-05-29 1899-08-29 Leverett Bell Air-compressor.
US657355A (en) * 1899-09-30 1900-09-04 Joseph Nagler Tide-motor.
US646199A (en) * 1899-10-25 1900-03-27 James C Walker Wave-motor.
US1038502A (en) 1909-10-27 1912-09-10 James T Mccabe Door-hanger.
US1036502A (en) * 1911-07-17 1912-08-20 Mark W Marsden System of developing natural power for industrial purposes.
US1105249A (en) * 1913-06-27 1914-07-28 Javier Luis Bustos Tide-motor.
US1358259A (en) * 1918-01-24 1920-11-09 Stein Internat Power Co Wave-power air-compressor
US1523031A (en) * 1923-04-16 1925-01-13 Jr Dillard C Mitchell Tide and wave motor
US2207150A (en) 1938-02-14 1940-07-09 Ind Res Lab Ltd Centrifugally cast plunger and tube
US2871790A (en) 1955-11-21 1959-02-03 Raymond T Weills Buoy motor
US3047207A (en) * 1960-04-28 1962-07-31 Winton B Baldwin Wave and tide motor
US3487228A (en) * 1967-04-17 1969-12-30 Bernard Kriegel Power generating system
JPS50108439A (en) * 1974-02-05 1975-08-26
PH13254A (en) 1975-10-08 1980-02-20 M Felizardo An apparatus for extracting power from water waves
US4163633A (en) * 1976-12-01 1979-08-07 Vriend Joseph A Apparatus for producing power from water waves
US4103490A (en) * 1977-03-28 1978-08-01 Alexander Moiseevich Gorlov Apparatus for harnessing tidal power
US4173432A (en) * 1977-04-19 1979-11-06 Vines Dorwin J Vertical wave air compression device
US4208878A (en) * 1977-07-06 1980-06-24 Rainey Don E Ocean tide energy converter
US4185464A (en) * 1978-03-20 1980-01-29 Rainey Don E Ocean tide energy converter having improved efficiency
US4464080A (en) * 1979-08-09 1984-08-07 Gorlov Alexander M High volume tidal or current flow harnessing system
US4401011A (en) 1980-05-28 1983-08-30 Wallberg Kurt Ake Method to adjust and/or indicate a liquid or gaseous pressure, and a device for utilization of the method
SU906786A1 (en) 1980-06-09 1982-02-23 Институт Проблем Машиностроения Ан Укрсср Craft for overwater carrying of roadway vehicle
US4455824A (en) * 1981-06-01 1984-06-26 Gustav Dabringhaus Revocable Trust Wave motor
US4425510A (en) * 1982-06-01 1984-01-10 Jury Webster W Method and apparatus for tidal generation of power
US4698969A (en) * 1984-03-12 1987-10-13 Wave Power Industries, Ltd. Wave power converter
HU195867B (en) * 1984-04-02 1988-07-28 Tibor Kenderi Hydropneumatic hydraulic engine
US4622473A (en) * 1984-07-16 1986-11-11 Adolph Curry Wave-action power generator platform
SE8404441L (en) 1984-09-05 1986-03-06 Flygt Ab SET AND DEVICE FOR WATER TURBINE MONITORING
JPS61145377A (en) * 1984-12-18 1986-07-03 Sanden Corp Wave force driven fluid pump
JPS61226572A (en) * 1985-03-30 1986-10-08 Hitachi Zosen Corp Floating generator
US4754157A (en) * 1985-10-01 1988-06-28 Windle Tom J Float type wave energy extraction apparatus and method
SU1341372A1 (en) 1985-10-01 1987-09-30 Дальневосточный политехнический институт им.В.В.Куйбышева Device for using energy of tides and ebbs
JPS6287185U (en) * 1985-11-21 1987-06-03
US4742241A (en) * 1986-04-01 1988-05-03 Melvin Kenneth P Wave energy engine
JPH0329584Y2 (en) * 1986-10-20 1991-06-24
US4726188A (en) * 1987-01-28 1988-02-23 Woolfolk Martin Y Motor utilizing buoyancy forces
JPH01100384A (en) * 1987-10-09 1989-04-18 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Wave pump
US4914915A (en) * 1989-06-20 1990-04-10 Linderfelt Hal R Wave powered turbine
US5186822A (en) * 1991-02-25 1993-02-16 Ocean Resources Engineering, Inc. Wave powered desalination apparatus with turbine-driven pressurization
NZ505410A (en) * 1997-12-03 2002-02-01 Dick William A wave energy converter
JP3522615B2 (en) 1999-12-15 2004-04-26 株式会社ケンウッド Woven fabric for speaker diaphragm, diaphragm for speaker and speaker
US6647716B2 (en) * 2000-06-08 2003-11-18 Secil Boyd Ocean wave power generator (a “modular power-producing network”)
US6772592B2 (en) 2002-02-06 2004-08-10 Ocean Power Technologies, Inc. Float dependent wave energy device
US6800954B1 (en) 2002-05-17 2004-10-05 Brian K. Meano System and method for producing energy
US7257946B2 (en) 2002-10-10 2007-08-21 Independent Natural Resources, Inc. Buoyancy pump power system
AP2005003309A0 (en) 2002-10-10 2005-06-30 Independen Natural Resources I Sea wave energy converter
US6953328B2 (en) 2002-10-10 2005-10-11 Independent Natural Resources, Inc. Buoyancy pump device
CA2590612A1 (en) 2004-12-16 2006-06-22 Independent Natural Resources, Inc. Buoyancy pump power system

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2479343A1 (en) * 1980-03-27 1981-10-02 Chaput Guy Electricity generator using wave power - has float sliding vertically to move piston providing supply of compressed fluid to hydraulic motor
US4398095A (en) * 1980-07-22 1983-08-09 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Wave activated power generation system
US4773221A (en) * 1981-07-16 1988-09-27 Interproject Service Ab Apparatus for recovering the kinetic energy of sea waves
US4603551A (en) * 1982-11-29 1986-08-05 Peter Wood Wave power converter
JPH02137570U (en) * 1989-04-21 1990-11-16
WO2000005501A1 (en) * 1998-07-10 2000-02-03 Hafstad Bjorn Device and method for the exploitation of wave energy
US6291904B1 (en) * 1998-08-21 2001-09-18 Ocean Power Technologies, Inc. Wave energy converter utilizing pressure differences
US6388342B1 (en) * 1999-07-28 2002-05-14 Richard C. Vetterick, Sr. Hydro electric plant
US20020047273A1 (en) * 2000-08-07 2002-04-25 Burns Joseph R. Apparatus and method for optimizing the power transfer produced by a wave energy converter (WEC)
WO2002057623A1 (en) * 2001-01-16 2002-07-25 Ocean Power Technologies, Inc. Improved wave energy converter (wec)

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